Dlaczego elektrony poruszają się szybciej niż dziury w półprzewodniku?

Kiedy elektron opuszcza, powstaje tylko dziura, a gdy inny elektron wypełnia go, wtedy tylko dziura się porusza, więc w ten sposób oba powinny przewodzić prąd z tą samą prędkością. Powiedziano mi jednak, że dziury mają większą ruchliwość niż elektrony. Proszę wyjaśnić, jak to możliwe, jestem zdezorientowany.

Być może łatwiej byłoby zacząć od stanu energetycznego.

Wolne elektrony (te przemieszczające się z jednego atomu na drugi) znajdują się w paśmie przewodzenia, a dziury (brak elektronu na orbicie) znajdują się w paśmie walencyjnym (to samo łącze).

Pasmo przewodnictwa ma wyższy poziom energii niż pasmo walencyjne, co oznacza, że ​​rzeczy poruszają się szybciej. Co ciekawsze, aby elektron mógł przejść z pasma przewodnictwa do pasma walencyjnego (i wypełnić dziurę), musi stracić trochę energii.

Z bardziej intuicyjnej perspektywy, gdy dziura pojawi się na orbicie walencyjnej, nie wszystkie elektrony na nią wpadną; minie całkiem sporo, dopóki elektron, który (zasadniczo) stracił wystarczającą ilość energii, aby przejść do niższego pasma energii, wypełni otwór.

Kiedy wspomniany elektron opuścił orbitę (tworząc dziurę), to dlatego, że miał energię dodaną być może w wyniku zderzenia, a nawet po prostu z ciepła (w przeciwnym razie nie mógłby zająć miejsca o wyższej energii w paśmie przewodzenia). Tylko wtedy, gdy zużyje tę energię (poruszając się lub może zderzając się z innym przedmiotem, który może wyrzucić foton - oznacza to, że elektron stracił energię o wartości 1 fotonu), może stracić tę dodatkową energię i spaść do pasma walencyjnego.

Być może tłumaczy to bardziej szczegółowe spojrzenie na poziomy energii