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107年
電子學
第 12 題
關於價電子與自由電子的敘述，下列何者有誤？
- A 價電子位於原子核最外層軌道
- B 復合( recombination )造成自由電子與電洞的消失
- C 自由電子位於傳導帶
- D 熱游離( thermal ionization )造成相同數目，相同濃度的自由電子及價電子
思路引導 VIP
當外界提供足夠的熱能讓原子最外層的電子擺脫束縛、躍遷到傳導帶成為「自由電子」時，原先電子待在價電帶的那個位置，會因為電子的離開而產生什麼樣的物理現象或「缺口」？這個缺口在電力學特性上會被如何稱呼？
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熱游離與載子產生機制
恭喜你精準地辨識出選項 (D) 中的觀念陷阱！這題主要考驗半導體物理的基礎概念。在熱平衡狀態下，熱游離 (Thermal Ionization) 的過程是將價電帶中的電子激發至傳導帶，使其成為自由電子。在這個能量轉換的過程中，原本電子所在的位置會留下一個空缺，也就是我們稱之為「電洞」的載子。因此，熱游離所產生的是成對且濃度相等的「自由電子」與「電洞」，而非選項所說的「價電子」。
難度評析與鑑別點
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