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jackyzheng9986

铜虫 (小有名气)

[交流] 【请教】关于本征半导体费米能级的疑惑

关于费米能级的定义大家都知道是绝对零度下自由电子的最高能级,费米能级只与电子密度有关。另外晶格周期势场不会改变费米球的体积大小只会影响它的形状。我的问题是:
    为什么本征半导体能带中的费米能级出现在禁带中间呢?如果是这样,在绝对零度下电子都分布在价带上,电子在k空间中的排布怎么能填满费米球呢?
   谢谢各位指教!

[ Last edited by SHY31 on 2009-4-19 at 14:55 ]
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ufoer

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引用回帖:
Originally posted by jackyzheng9986 at 2009-3-7 13:11:
关于费米能级的定义大家都知道是绝对零度下自由电子的最高能级,费米能级只与电子密度有关。另外晶格周期势场不会改变费米球的体积大小只会影响它的形状。我的问题是:
    为什么本征半导体 ...

第一个问题恐怕不能这样表述吧。对于本证半导体而言,费米能级恰好处于禁带中央位置;对于非本征半导体,费米能级也处于禁带里边,但可能不是在价带和导带的中间位置。对于N型来说,会向施主能级即导带方向靠拢,而对于P型来说会向受主能级,即价带方向靠拢。

不过第二个问题现在还回答不清:)
xxxxxxxxxxxxx
2楼2009-03-07 15:33:51
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ufoer

荣誉版主 (著名写手)

PNNL- new life

关于为什么出现在中间位置,一般教科书上都有详细的推导,你可以参考《材料物理性能》田莳 编著,北京航空航天大学出版社,p52-54。其实最后结论是,Ef = Eg/2+4/3kTln(mh/me),如果空穴和电子的有效质量认为相同的话,就认为恰好在中央位置。
xxxxxxxxxxxxx
5楼2009-03-07 20:40:24
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