Elektrona truo

Estas du signifoj de la termino elektrona truo, unu en solid-stata fiziko kaj alia en komputada kemio.

Solid-stata fiziko

En solid-stata fiziko, elektrona truo (kutime aludite simple kiel truo) estas la manko de elektrono de alie plena valenta bendo. Plena (aŭ preskaŭ plena) valenta bendo ĉeestas en duonkonduktaĵoj kaj izolaĵoj. La koncepto de truo esence estas maniero analizi la movado de granda nombro de elektronoj en tia substanco.

Trua konduktado povas esti klarigita per uzo de la sekva analogio. Imagu vico de homoj sidantaj en aŭditorio, kie ne estas ekstraj seĝoj. Iu meze de la vico volas foriri, do li saltas super la seĝo en malplenan vicon kaj formarŝas. Tiu ĉi malplena vico estas analoga al la kondukta bendo, kaj la marŝanto estas analoga al libera elektrono.

Nun imagu ke iu alia alvenas al la vico kaj volas sidiĝi (la malplena vico havas malbonan vidaĵon kaj neniu volas sidi tie). Anstataŭe, tiu homo apud la malplena seĝo flanken movas kaj sidas en ĝi, lasante malplena seĝo pli proksima al la finaĵo. La sekvanto sekvas, kaj la sekva ... Oni dirus ke la malplena seĝo movas al la fino de la vico. Kiam la malplena seĝo atingas la fino de la vico, la novulo povas sidiĝi.

Sed dum la procezo, ĉiu en la vico moviĝis. Se tiuj homoj estus ŝargita, tiu ĉi movado konstituas konduktadon. Trua konduktadon funkcias ĉi maniere.

Anstataŭ analizi la movadon de malplena stato en la valenta bendo kiel la movado de miliardoj da elektronoj, fizikistoj proponas imagitan partiklon nomitan "truo". En aplikita elektra kampo, ĉiuj elektronoj movas laŭ unu direkton, do ĉiuj truoj movas laŭ la kontraŭan direkton. Fizikistoj do diras ke truo devas havi pozitivan ŝargon - fakte ili atribuas ŝargon de +e - precize la kontraŭon de elektrona ŝargo.

Uzante la leĝon de Kulombo, oni povas kalkuli la forton sur la "truo" pro la elektra kampo. Fizikistoj tiam proponas efikan mason kiu rilatas la (imagan) forton sur la (imaga) truo al la akcelo de tiu truo. Rezultas ke la efika maso estas certagrade sendependa de rapideco aŭ direkto, kiu signifas ke fizikistoj povas ŝajnigi ke la truo simple estas pozitiva ŝargo movanta tra vakuo, kun maso de, ni diru, 0,36m_e (tipa kvanto por silicio).

Komputada kemio

Alternativa signifo de elektrona truo estas uzata en komputada kemio. En la metodoj de kuplita grapolo, la tera (malplej energia) stato de molekulo interpretiĝas kiel "vakua stato"—koncepte stato sen elektronoj. Ĉi skeme, la manko de elektrono de normale plena stato nomiĝas "truo" kaj traktiĝas kiel partiklo, kaj la ekzisto de elektrono en normale malplena stato simple nomiĝas kiel "elektrono".

Tiu ĉi terminaro estas preskaŭ identa kun tiu uzata en solid-stata fiziko. La ĉefa diferenco estas inter la teorioj uzataj priskribi truon. Solid-stata truo vidiĝas kiel libera partiklo kun efika maso, kaj eble aliaj eropaj pliboniĝoj al tiu modelo. Fizik-kemia truo analiziĝas per uzado de la Schrödinger-a ekvacio rekte.

Vidu ankaŭ