Електронний вітер - це 1

передача імпульсу упорядкованого руху (дрейфу) ел-нів провідності в кристалі дефектів крист. решітки (домішковим атомам, дислокація і ін.). Е. в. пояснює нек-риє закономірності електропереносу (перенесення маси) в металах і напівпровідниках.

-ефект "захоплення" елект. струмом в електронних провідниках (металах або напівпровідниках) собств. іонів і разл. дефектів структури: домішкових атомів або іонів, междоузлий, вакансій, дислокацій і т. п. Е. в. пов'язаний з порушенням локального механічні. рівноваги металу в електричні. поле і з перерозподілом імпульсу між електронами провідності і іонної гратами (прикладом ще одного ефекту такого типу є порушення звуку в металі електромагнітного магн. хвилею).

Елект. поле в електронному провіднику викликає не тільки потік електронів, а й переміщення власної. або домішкових іонів (електроліз). Існують дві причини руху іонів під дією елект. поля: кулонів-ська сила. діюча на їх заряди Z, і т. н. сила Е. в. що виникає внаслідок передачі імпульсу іонів при розсіянні на них електронів провідності. Неоднорідне поле деформацій, що оточує дислокації. також розсіює електрони провідності. завдяки чому відбувається захоплення дислокацій спрямованим потоком електронів і виникає колективне переміщення іонного остову - рух дислокацій і відповідна пла-стіч. деформація (е л е к т р про п л а с т і ч е с к и й е ф ф е к т).

Механізм переміщення іонів в металі під дією елект. поля практично завжди є дифузійним: це дифузійні скачки отд. іонів і термічно активований переміщення дислокацій через різні бар'єри. Але сили, що викликають спрямований дрейф іонів і дислокацій, обумовлені гл. обр. ефектом Е. в.

Захоплення іонів і дислокацій. Повна сила F, що діє на отд. іон в металі у зовн. елект. поле E, складається з двох компонентів:

Тут Zi - власної. заряд іона; 1-е доданок в (1) описує кулонівську силу; 2-е доданок Fei виникає внаслідок розсіювання носіїв заряду на йоні, т. Е. Є силою Е. в. В рамках лінійної теорії електропровідності сила Fei пропорційна щільності електричного струму, а разом з нею і напруженості поля E. Це дозволяє ввести т. 2 / dp 2) F, де (p) - закон дисперсії електрона в зоні провідності (значення похідної береться на ферми -Поверхня F). Останнє означає, що електрони з т> 0 і дірки з т<0увлекают ионы в разл. стороны относительно направления поля E.

У загальному випадку металу зі складною поверхнею Фермі, що містить як електронні, так і діркові порожнини (листи), для заряду захоплення справедливий вираз

Тут е - заряд електрона, n - концентрація носіїв, si - транспортний перетин розсіювання носіїв на йоні, l-довжина вільного пробігу носіїв, що визначає повну провідність металу; індекси "е" і "д" означають, що відповідні параметри відносяться до електронів і діркам. При високих темп-pax, необхідних для спостереження ефектів дифузійного переносу маси під дією Е. в. довжина пробігу l. як правило, визначається зіткненням носіїв з фононами. З ф-л (2) і (3) випливає, що в залежності від співвідношень між параметрами металу і домішок можливо захоплення домішок як до анода, так і до катода; напр. електронний перенос домішок можна спостерігати в Cu, Pb, Ni, а дірковий - в W, Mo, Со.

У наближенні вільних електронів можна скористатися співвідношеннями між l. si і уд. електроопору металу, що дозволяє отримати вираз для Zei. зв'язує його з експериментально вимірюваними величинами:

Тут Z0 - заряд власної. іона металу; ri - залишкове опір, внесене домішковими іонами; Ci - атомна концентрація домішок; r- повне опір металу. При темп-ре 900 С для домішок Zn в Cu Zei = 4e, для домішок Al-15 е, для домішок Fe - 115 е. Ці приклади показують, що в металах сила Е. в. вносить гл. внесок в перенос домішок. У металі з ізотропним електронним спектром (квадратичний закон дисперсії) домішкові іони захоплюються до анода.

В чистих металах (без дефектів і домішок) також можливе перенесення власної, іонів, обумовлений Е. в. Він пов'язаний з відмінністю перетину розсіювання електронів s0 на йоні, зміщеному з положення рівноваги на величину середньоквадратичної амплітуди теплових коливань, і перетином розсіювання s0 * на йоні, зміщеному в результаті великий теплової флуктуації на величину порядку а / 2 (а - період решітки). Еф. заряд такого активованого іона дорівнює

Зазвичай s * 0> s0. і в металах з ізотропним електронним спектром власної. іони захоплюються струмом до анода. Для Cu при T = 900 0 C Z * -10Z0.

У напівпровідниках внаслідок малої концентрації носіїв заряду ефект захоплення зменшується, але перетин розсіювання електронів і дірок на іони значно більше, ніж в металах. Значення Zei, які можна порівняти з Z0, реалізуються в напівпровідниках з великою рухливістю носіїв заряду, малої діелектричної проникністю і невеликою шириною забороненої зони (напр. InSb, InAs).

Обумовлений силою Е. в. електропереносу використовується для очищення від мікродомішок, при поділі ізотопів, ефекти Е. в. істотно проявляються в електрозварювання.

Для дислокації сила Е. в. пропорційна перетину розсіювання носіїв на дислокації sd. Цей параметр має розмірність довжини, в простих металах sd

b, де b - вектор Бюргерса. У наближенні вільних електронів сила захоплення, віднесена до одиниці довжини дислокації, має вигляд

Електронне гальмування дислокацій. Дислокація - один з небагатьох дефектів, здатних переміщатися в кристалі з великою швидкістю (верх. Межа швидкості дислокації - швидкість поперечного звуку). У таких випадках поряд з силою захоплення існує і сила гальмування рухається дислокації електронами. Для рухається зі швидкістю Vd дислокації сила Е. в. описується ф-лій

Тут -ср. швидкість дрейфу електронів, що беруть участь в перенесенні струму. Очевидно, що сила гальмування існує і під час відсутності струму (= 0); вона пропорційна швидкості дислокації і спрямована в бік, протилежний напрямку її руху.