Lunghezza di Debye

Infisica,lalunghezza di Debyeè la distanza spaziale entro la quale lecariche elettrichemobilischermanoilcampo elettricoall'interno di unplasmao di altri insiemi di cariche, ovvero è la distanza entro la quale si verifica separazione di carica in modo significativo. Prende il nome dal fisicoPeter Debye.

Infisica dei semiconduttori,la lunghezza di Debye è importante per definire l'estensione della regione dicarica spaziale.Ad esempio neiMOSFETsi mostra che il 50% della carica spaziale nel semiconduttore è situata all'interno${\sqrt {2}}\,L_{D}$dall'interfaccia$Si-SiO_{2}$.

Lunghezza di Debye in un plasma

In un plasma, la lunghezza di Debye è

$\lambda _{D}={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}k/q_{e}^{2}}{n_{e}/T_{e}+\sum _{ij}j^{2}n_{ij}/T_{i}}}}$

dove

λ_Dè la lunghezza di Debye,

ε₀è lacostante dielettrica del vuoto,

kè lacostante di Boltzmann,

q_eè la carica unitaria,

T_eeT_isono le temperature degli elettroni e degli ioni, rispettivamente,

n_eè la densità degli elettroni,

n_ijè la densità delle specie atomichei,con carica ionica positivajq_e

il termine ionico è spesso trascurato, dando

$\lambda _{D}={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}kT_{e}}{n_{e}q_{e}^{2}}}}$

questo è valido solo nel caso di ioni più freddi rispetto agli elettroni.

Collegamenti esterni

• (EN)debye length,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN)Lunghezza di Debye,suEncyclopaedia of Mathematics,Springer e European Mathematical Society.

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