열 운동 , 드리프트

평균 자유 시간과 평균 자유 행로
전자와 정공은 열 속도로 움직이며 결정 내 결함들과 충돌하거나 산란
충돌 사이의 평균 자유 시간은 전형적으로 (0.1 picosecond)
충돌 간의 거리는 수십 나노미터 혹은 수백 옹스트롬
시간에 대해 평균한 혹은 어느 특정 시간에 수많은 캐리어에 대해 평균한 순(net) 열 속도는 영(zero)
열 운동은 일정한 전류는 생성시키지 않고, 그 대신 열잡음을 생성

열-점 탐침, 열전 발전기와 냉각기
열-점 탐침 테스트 : 반도체 샘플의 도핑 형태를 테스트
열전 발전기 : 온도 차이를 주어 전력을 생성
열전 냉각기 : 전류를 공급하여 한 세트의 접합을 다른 쪽 접합보다 냉각

드리프트
전계가 원인이 되어 발생된 전하 캐리어들의 움직임

전자와 정공의 이동도
전기장 이 가해졌을 때 캐리어의 평균속도는 더 이상 “0” 이 아님
이 “0”이 아닌 속도가 드리프트 속도(drift velocity)

속도 포화와 탄도적 전송

속도 포화와 탄도적 전송
전자와 정공의 속도는 약 10 cm/s에서 포화됨 <= 광학 포논 산란 때문
광학 포논은 전자 및 정공들과 강하게 상호작용을 하는 고 에너지의 포논
캐리어의 운동 에너지가 광학 포논 에너지Eopt을 초과할 때, 그것은 광학 포논을 생성하고 운동 에너지를 잃어버림. 따라서 속도는 포화 속도 (saturation velocity) vsat을 초과하지 못함
이동도와 속도 포화는 캐리어 운동을 많은 산란 과정에 대해 평균해서 묘사하는 개념. 이 개념들은 평균 자유 행로보다 작은 크기의 소자들을 다룰 때는 애매모호해짐. 거의 산란이 일어나지 않는 환경 속에서의 캐리어 움직임을 탄도적 전송(ballistic transport)이라고 부름.

Eopt 은 약 40meV이고, 이는 vsat을 약 10 cm/s로 만듬
속도 포화는 소자의 동작 속도에 해로운 영향을 끼침(6장 참조)