Электронно-дырочная жидкость, конденсированное состояние неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводниках (см. Плазма твёрдых тел). Электронно-дырочная жидкость образуется, когда концентрация электронов и дырок (свободных или связанных в экситоны) превышает некоторое, зависящее от температуры критическое значение nkp. Эта концентрация легко достигается с помощью инжекции носителей, освещения полупроводника и т. п. При достижении nkp система неравновесных носителей тока претерпевает фазовый переход, подобный переходу газ — жидкость, в результате которого она расслаивается на две фазы: капли относительно плотной Электронно-дырочная жидкость, окруженные газом экситонов, и свободных носителей. При этом плотность и кристаллическая структура полупроводника практически не затрагиваются. В отличие от обычных жидкостей, в Электронно-дырочная жидкость отсутствуют тяжёлые частицы (ионы, атомные ядра). Поэтому Электронно-дырочная жидкость обладает сильно выраженными квантовыми свойствами: она не может кристаллизоваться, а остаётся жидкостью вплоть до самых низких температур (см. Квантовая жидкость); она не может быть жидкостью молекулярного типа, т. е. состоять из экситонов или экситонных молекул, а состоит из квазисвободных электронов и дырок, т. е. подобна жидкому металлу.
Кулоновское взаимодействие, связывающее частицы в Электронно-дырочная жидкость, ослаблено диэлектрической проницаемостью кристалла. Поэтому по сравнению с обычными жидкостями энергии связи частиц E0 и их концентрации по в Электронно-дырочная жидкость весьма малы (E0 ~ 10-2 — 10-1эв, п0 ~ 1017 — 1019см-3). Область температур Т, при которых возможно существование Электронно-дырочная жидкость, по порядку величины определяется соотношением: Т³ (0,1 E0/к) ~ 10—100 К (к — Больцмана постоянная).
Диаметр капель обычно ~ 1—10 мкм, однако удаётся наблюдать капли с диаметрами до 1 мм. Капли можно ускорять до скоростей порядка скорости звука в кристалле, т. е. это подвижные области высокой металлической проводимости внутри практически не проводящего (при низких Т) кристалла. Электронно-дырочная жидкость можно рассматривать как устойчивые макроскопические «сгустки» введённой в кристалл энергии возбуждения. Эта энергия выделяется в процессе рекомбинации электронов и дырок частично в виде электромагнитного излучения (излучательные переходы), так что Электронно-дырочная жидкость являются интенсивными источниками света. Электронно-дырочная жидкость наиболее полно изучена в Ge и Si, однако есть указания на её существование и в других полупроводниках.
Лит. см. при ст. Экситон.
Л. В. Келдыш.