自由电子、空穴、正负离子的特点及区别

空穴
hole

半导体价带中的电子由于被热或光激发到导带中，或被受主型杂质俘获，在价带中留下一个空能级(即失去电子的价键)，称为空穴。当它被邻近原子的价电子占据时，将在邻近产生新的空穴，其效果相当于空穴的移动。人们常把空穴视为在价带中能自由运动、带正电的实体，既简便又确切。

共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴。

空穴并不是真实存在的,只是对大量电子运动的一种等效,空穴的流动其实就是大量电子运动的等效的反运动,这从空穴的定义和特性就可以知道;
空穴的定义:
当满带顶附近产生p0个空态时,其余大量电子在外电场作用下所产生的电流,可等效为p0个具有正电荷q和正有效质量mp,速度为v(k)的准经典粒子所产生的电流.这样的准经典离子称为空穴.
空穴的特征:
1.荷电量与电子相等但符号相反,既荷+q;
2.有效质量数值等于价带顶空态所对应的电子有效质量,但符号为正,即mp=-mn;
3.速度为价带顶空带所对应的电子速度;
4.浓度等于空态密度p0;

自由电子
金属导体中的自由电荷。金属原子的外层电子(价电子)脱离原子核束缚后而成为自由电子。铜的自由电子密度为8?5×10??28米??－3。各种金属的自由电子密度有相同的数量级。n型半导体中的多数载流子是自由电子。

离子
ion

基本概念
离子是原子或原子团由于得失电子而形成的带电微粒。
原子是由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，绕核运动的电子则带相反的负电荷。原子的核电荷数与核外电子数相等，因此原子显电中性。如果原子从外获得的能量超过某个壳层电子的结合能，那么这个电子就可脱离原子的束缚成为自由电子。一般最外层电子数较少的原子、或半径较大的原子，较易失去电子；反之，则较易获得电子。当原子的最外层电子轨道达到饱和状态（第一周期元素2个壳层电子、第二第三周期元素8个电子）时，性质最稳定。

分类
当原子得到一个或几个电子时，核外电子数多