Warum werden Löcher (in einem Halbleiter) als Teilchen betrachtet?

Es gibt eine sehr schöne Demonstration, dass Sie Löcher als positiv geladene Ladungsträger im Hall-Effekt behandeln können.

Wie Sie vielleicht wissen, platzieren wir zur Beobachtung des Hall-Effekts einen Halbleiter in einem Magnetfeld und leiten einen Strom durch ihn. Als Folge der Lorentzkraft des Magnetfeldes auf die Ladungsträger beobachten wir eine Polarisation (Spannung) senkrecht zum Strom und zum Magnetfeld.

Unter der Annahme, dass sich das Feld in der Seite befindet, führt ein herkömmlicher Strom von links nach rechts zu einer Kraft, die nach oben zeigt. Dies ist die Kraft, die von den Ladungsträgern erfahren wird – egal, ob es sich um positive Ladungsträger handelt, die sich nach rechts bewegen, oder negative Ladungsträger, die sich nach links bewegen.

Aber hier ist das Verrückte: Die beobachtete Polarität der Polarisation hängt davon ab, ob die Ladungsträger positiv oder negativ sind . Und obwohl manchmal gesagt wird, dass die Löcher wirklich "nur Elektronen sind, die sich in die andere Richtung bewegen, mit einer Leerstelle", würde man, wenn das wirklich der Fall wäre, eine Kraft sehen, die die Elektronen verdrängt. Aber Sie tun es nicht: Sie sehen eine Kraft, die die positive Ladung verdrängt.

Wenn Sie das nicht überrascht, haben Sie nicht aufgepasst. Es gibt einen netten Laborbericht unter http://labs.physics.berkeley.edu/mediawiki/index.php/Hall_Effect_in_Semiconductor , der Diagramme und detailliertere Erklärungen enthält.

Löcher sind technisch gesehen nur Leerstellen, aber wenn ein Elektron in diese Leerstelle springt, wird ein weiteres Loch erzeugt, aber dieses ständige Auffüllen eines Lochs und die Erzeugung eines Lochs sieht so aus, als ob sich das Loch bewegt, das heißt, es scheint, als ob es gäbe Diese +ve-Träger bewegen sich in Stromrichtung (entgegengesetzt zur Elektronenrichtung), daher nennen wir Löcher „Teilchen“.

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