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什麼是跳躍傳輸？為何這種方式會影響電荷的運動性？
在物質科學的領域中，電荷傳輸機制是研究電流如何在特定媒介中流動的重要理論模型。這些機制主要可分為兩種：晶體固體和分子固體。這兩個極端代表了材料在電荷運輸上的不同特性，進而導致了不同的電荷流動行為。
在晶體固體中，電荷傳輸多是透過「內部傳輸」的方式，也稱為帶傳輸；而在分子固體中，則是以「跳躍傳輸」的方式進行。這種跳躍性質的傳輸意味着電荷在分子之間「跳躍」，而這一過程受到各種因素的影響，如溫度、施加的電場和局部狀態的濃度等。
「在無序固體中，局部化的潛能導致弱定位效應（固定點），這會降低可移動電荷的均值自由路徑，進而影響其運動性。」
跳躍傳輸的基本概念
跳躍傳輸是一種廣泛存在於非晶態或無序材料中的電荷運輸方式。在這個過程中，電荷載流子（例如電子）必須克服一定的能量障礙，以「跳躍」到周圍的分子或原子上。這種機制通常適用於分子固體及高分子材料。
隨著電場的改變，電荷的移動性可能會受到影響。例如，高電場會促進電子的熱離子化，使其更容易克服障礙進行跳躍。這種現象既涉及到熱運動，也涉及到材料的結構特性，因此非常複雜。
局部化狀態的濃度影響
根據實驗，當局部化狀態的濃度升高時，電荷的移動性會以非線性方式變化。這是因為在低濃度下的最近鄰跳躍模型中，電荷的跳躍概率隨著原子或分子間距離增加而呈指數衰減。
「在無序系統中，隨著局部化狀態的濃度增加，電荷的運動性有可能下降。」
溫度對電荷傳輸的影響
溫度是影響電荷移動性的一個重要因素。當溫度變高時，電荷的平均運動能量也增加，這可能促進電子克服能量障礙進行跳躍。然而，在某些情況下，溫度過高也可能導致電荷載流子與局部化狀態的重組，從而降低移動性。
在低載流子密度下，運導電的Mott公式用於描述溫度對跳躍傳輸的影響，表明在某個特定的參數範圍內，電導率隨著溫度的變化而變化。此外，隨著載流子密度增加，Arrhenius定律所描述的激活傳導也可能顯著影響電導率。
電場的施加影響
施加的電場不僅影響電荷的驅動力，還能顯著影響電荷的移動性。研究顯示，在低電壓下，電荷載流子的運動可能遵循指數規律，這意味著在強電場下，載流子運動速度都有提升。
「研究顯示，施加高電場會提高載流子的運動性，這在各種場強範圍內都得到了確認。」
實驗測定與未來展望
要確定電荷傳輸機制，常通過製作裝置並測量其電流－電壓特徵來進行。此外，透過微薄的薄膜沉積方法來製作這些設備，或透過其他手段來進一步分析傳輸機制，加深我們對這一現象的理解。
目前學術界對於跳躍傳輸及相關的電荷運動性研究依然活躍，這可能為未來的電子材料和器件設計帶來創新的啟示。跳躍傳輸的理解有助於我們開發出更高效的電子器件，那么，這種在微觀層面上的運動性如何影響我們日常生活？
