電流計算方式??

設一溶液截面一秒內有10 顆Cl-通過其左方
有5顆Mg2+通過其左方其電流
等於
一金屬之截面一秒內有10電子通過
的電流

2012-11-21 06:26:41 補充：
有5顆Mg2+通過其左方--左方改為右方才對
因為 Cl-向左, Mg2*要向右才對

2012-11-21 08:14:48 補充：
更正:一溶液截面一秒內有10 顆Cl-通過其左方
有5顆Mg2+通過其左方其電流
等於
一金屬之截面一秒內有10電子通過
的電流 的兩倍

2012-11-21 16:43:06 補充：
電流的定義為單位時間內(一秒內)通過某一截面的電量
I=Q/t
所以若溶液中有10 個Cl-向左通過, 則通過此截面電量為10e- 向左
若溶液中同時有5個Mg2+向右通過, 則通過此截面的電量為10e+向右=相當於10e-向左
所以此時通過此截面的電量為10e-向左+10e-向左= 20e-向左
=一秒內有10e-通過 的兩倍

2012-11-22 08:08:35 補充：
若溶液中有10 個Cl-向左通過, Mg2+不動. 則光是這樣通過此截面電量就為10e- 向左
因此若5 個Mg2+向右移動, Cl-不動, 通過此截面的電量也是相當於10e-向左(10e+向右變過來)
兩個若同時動, 同時通過截面, 就是20e-向左通過截面
和只有一種離子通過截面不同
這就是原本我寫"相等", 後來改"兩倍"的原因

2012-11-22 08:17:11 補充：
電洞是電子的空位
事實上在該處並不是真有正電荷
只是電子向左移填補了左側的空位, 而在原本的電子位置留下空位
因此考慮事實的本質, 只有一份電荷通過截面
所以電流只算電子的電量通過截面即可

(下續)

2012-11-22 08:28:12 補充：
因為在一個材料中的截面通常只會有電子, 不會有電洞, 有電洞就不會有電子
因"位能障礙"各自被限制在界面兩側,

若兩者可自由移動又同時通過某一截面, 此電子電洞正好湮滅, 消失不見
所以exciton不能拿來在此和這兩題類比

電子和電洞不會同時通過一截面
要算就電子算電子這一側的
不然就算電洞這一側的

2012-11-28 13:14:35 補充：
我的情境是InAs-AlSb-GaSb, ( A-B-C三層)
(事實上是五層AlSb-InAs-AlSb-GaSb-AlSb*)
A有電子, C有電洞, B的位能障礙極高(傳導帶位能高), 我們計算是將之視為無窮大,
所以電子和電洞都穿越不了B層, 故電子和電洞分別在自己的一區

*以前算過

2012-11-28 13:19:21 補充：
其他人的激子情況不知如何, 若能寫清楚, 才能清楚討論.
在此只強調一點: 電子和電洞若通過同一處(同一截面), 則會湮滅.激子消失

2012-11-28 14:20:15 補充：
四個問題前兩題答案正確
後兩題若有"特殊方法"使電子電洞如題目的方式通過一截面, 則答案也正確
並無矛盾的

2012-12-01 10:59:02 補充：
考慮氯化鎂水溶液中為Mg2+, 和Cl-在水中自由移動,
未通電壓之前, 兩種離子在水中往四面八方運動, 整體來說, 是大約均勻分布的.
當通電壓瞬間, 水溶液中正負離子也瞬間照電場分布, 在正電極附近有較多的負離子等待放電, 負電極附近有較多的正離子等待放電, 由所外加的電壓大小決定了可推動多少電荷移動,
也因此決定了有多少正負離子到電極處放電, 其他繼續在電極附近等待, (續)

2012-12-01 11:10:04 補充：
若電壓穩定時, 若電流也穩定, 則跑上去的正負離子電量也就達穩定,
在水溶液中, 若左側為正電極, 右側為負電極,
則負離子帶負電圍繞在左側正電極處多, 排隊等著跑上去接收正電,
右側是負電極, 正離子正電量多, 中間可預測為不偏左也不偏右, 故不應正電量多也不應負電量多, 故若電池推了10個電子. 則導線處有10e-通過, 正電極處就有10Cl-移動反映
負電極有5Mg2+移動反映, 故電極兩邊之電流也應為10e-, 溶液中間離子則因其前方之同類離子逐漸消耗, 故可逐漸往兩電極處移. 這是第一和第二個原題目的狀況.(續)

2012-12-01 11:14:03 補充：
因此導線中有10e-流動,溶液中並不是10Cl-和5Mg2+同時通過, 而是分別考慮的.
也因為如此, 若有10Cl-和5Mg2+同時通過一截面的情形, 此處電流為20e-的大小

2012-12-01 11:28:53 補充：
接著看10電子10電洞的問題:
若施加一電場(這是電荷移動的原因, 熱擾動不考慮),
電子電洞是往相反方向移動的, 例如一向左一向右,
1. 若互相遠離且未交會, 則電子和電洞分別在兩個不同位置, 通過兩個不同截面, 故電流分別處理, 均為10e-大小
2. 若互相靠近, 則為交會前10e-向左10e+向右, 則因為尚未交會所以不會通過同一截面, 故分別處理之. 而交會或交會後則因為原外電場向右方(10e+順電場方向10e-逆電場方向運動)
交會後10e-變在左方,給了10e+一個向左方的力, 這與原電場方向相反, 這是不會發生的(續)

2012-12-01 11:34:11 補充：
因為正負電越靠越近, 彼此吸引力越來越大, 根據庫倫定律, 兩者最後勢必吸再一起, 正負抵銷, 湮滅.
所以兩者在移動的時候, 你要造一個位能障礙, 阻止他們靠近湮滅, 這就是我之前所描述的. 現在分段說明可能較為清楚了.

電洞的情況是可以視為一個正電荷的！
老師上課的時候有提到，如果你去測P-type的Hall電壓，量出是正電荷的情況。

而且如果原po問電子移動和電洞移動，分別對應到的是
conducting band的電子，還有在valence band的電洞！
兩者是在不同的能帶，所以兩者造成的電流都要算。

我覺得應該是"相等"
因為一金屬之截面一秒內有10電子通過時(向左時)，實際上
"相當於同時有10個正電荷向右"。
這情形就等同設一溶液截面一秒內有10 顆Cl-通過其左方
有5顆Mg2+通過其右方一樣。

電流= 10*1.6*10^-19C/1s= 1.6*10^-18 A