Diffusion

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Man sieht:

• Frei bewegliche Teilchen führen bei Temperaturen T>0K thermische Bewegungen aus, deren Betrag und Richtung statistisch verteilt sind.
• Betrachtet man zunächst nur die linke Kammer, so ist in dieser die Teilchenkonzentration überall konstant. Im Mittel heben sich demnach die thermischen Bewegungen der Teilchen gegenseitig auf.
• Wird die Trennung zwischen den Kammern entfernt, so entsteht an dieser Stelle ein sehr großer Konzentrationsgradient dn/dx. In diesem Bereich heben sich die thermischen Bewegungen nicht mehr gegenseitig auf und es kommt zu einem Zerfließen des Teilchenhaufens, so lange, bis die Teilchenkonzentration wieder überall konstant ist.
• Dieser Diffusionsvorgang durch thermische Bewegung ist unabhängig von der Ladung der Teilchen. Handelt es sich jedoch um freie Elektronen oder Löcher, so führt die Diffusionsbewegung zu einem Diffusionsstrom. Dieser ist proportional dem Gradienten der Ladungsträgerverteilung dn/dx und der Temperatur T.