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yizhangs

木虫 (小有名气)

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[交流] 【交流】费米能级为何会出现在禁带中？已有10人参与

在固体物理中老师讲费米能级是电子占据概率为0.5的能级位置，可是学习半导体物理时，发现费米能级常常在半导体的禁带中，大家知道禁带中电子是不能占据的，那为何电子占据概率为二分之一的费米能级会出现在禁带里面呢？

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1楼2009-08-23 16:39:40

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metaliium

银虫 (正式写手)

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专业: 凝聚态物性 II ：电子结构

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖

09年的帖子，不知道自己以前有没有回过。。。

费米能级本身的概念是电子在绝对零度下由低往高排布得到的最高的能量，是不会存在在禁带中的。。。

然而那是在导体中的情况。在半导体和绝缘体中直接使用费米能级的概念没有意义，但是费米统计分布仍然成立。在有限温度下，一个本征的半导体中，价带中的电子激发到导带去，天然有价带的空穴总数/浓度等于导带的电子总数/浓度。电子的热激发显然遵循费米分布。因此能够定义出一个统计意义上等效的费米能级，恰好在禁带中央。。。如果有掺杂这个费米能级则主要由掺杂决定，于是就不在禁带中央了。