Leitfähigkeit & Mobilität

Wie bereits erwähnt, kann es ein oder mehrere freie Elektronen pro Atom geben, die sich unter dem Einfluss eines angelegten Feldes durch das Innere des Metalls bewegen.

Die folgende Abbildung zeigt die Ladungsverteilung innerhalb eines Metalls. Es ist bekannt als dieelectron-gas description of a metal.

Das hashed regionrepräsentiert den Kern mit einer positiven Ladung. Die blauen Punkte repräsentieren die Valenzelektronen in der äußeren Hülle eines Atoms. Grundsätzlich gehören diese Elektronen keinem bestimmten Atom an und haben dadurch ihre individuelle Identität verloren und wandern frei von Atom zu Atom.

Wenn sich die Elektronen in einer ununterbrochenen Bewegung befinden, wird die Transportrichtung bei jeder Kollision mit den schweren Ionen geändert. Dies basiert auf der Elektronengastheorie eines Metalls. Der durchschnittliche Abstand zwischen Kollisionen wird als bezeichnetmean free path. Die Elektronen, die in einer bestimmten Zeit zufällig in entgegengesetzter Richtung durch eine Flächeneinheit im Metall laufen, machen den Durchschnittsstrom zu Null.