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【求助】本征半导体的费米能级？
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| 为什么本征半导体的费米能级选在禁带的中间，而不是价带顶能？ |
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jackyzheng9986
铜虫 (小有名气)
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
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| 这个问题我也在这个论坛上问过，而且前段时间还请教了老师。半导体中费米能级和金属费米能级是不同的，金属费米能级就是0K下电子占据的最高能级。半导体中所谓费米能级实际上是电子系统的化学势，是由热力学统计物理中推导的一个量，所以说如果从金属费米能级角度理解的就错了。至于楼主的问题比较好回答，首先要明白化学势的定义，也就是系统增加一个电子需要的自由能。当处于某一温度时，价带顶部电子部分被激发到导带底部，因此系统若加入一个电子，这个电子可能放到价带顶部也可能放到导带底部，平均来开放入这个电子的能量就是处于禁带中间。可是这样一来出现了一个很棘手的问题，就是根据经典费米能级计算0K时费米能级处于禁带正中间，但是你用化学势去理解0K下费米能级处于导带底部，因为此时电子完全占据了导带，系统加入一个电子必然是放到导带底部了。作者给出的解释就是0K下费米分布函数失效，因为此时自由电子以不再是数量巨大的系统。所以这样问题就明了了。但是我依然有疑问，作者为何定义加入一个电子的能量而不是减少一个电子的能量呢？大家都知道化学里的化学势就是吉布斯自由能对摩尔量求导数啊，加减通吃的，所以他定义加入一个电子的能量我觉得牵强 |
26楼2009-06-02 17:47:47
2楼2009-05-15 17:13:22
3楼2009-05-15 17:34:59
4楼2009-05-15 17:43:30