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vaspstudy银虫 (小有名气)
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[交流]
【求助】为什么半导体的电中性条件能够确定费米能级？ 已有7人参与
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如果涉及到缺陷或杂质时，需要用电中性条件确定费米能级，下面使我的困惑，请各位虫友指正： 在我看来，费米能级不论在何处，半导体始终是电中性的。半导体中有四种带电粒子，电子、空穴、负电受主，正电施主。不论费米能级在何处，本征激发的电子和空穴始终保持代数和为零；施主电荷与因此产生的电子代数和为零；受主电荷与因此产生的空穴代数和为零。上述关系应该与费米能级无关才对，换句话说，费米能级不论在何处，半导体的电中性条件应该都可以满足的。那为什么还要根据电中性条件来确定费米能级呢？能确定得出来吗？ 文献看的费米能级与掺杂浓度，温度等有关系，可按照上面分析，无论掺杂浓度或温度如何，对费米能级的位置也应该没有要求才对！ 总之，我的结论，电中性应该是一个自然成立的关系式，与费米能级的位置似乎无关。究竟错在那里，请高手解惑，不胜期待！ [ Last edited by vaspstudy on 2010-12-14 at 10:51 ] |
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 杂七杂八 |
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stractor
金虫 (著名写手)
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
ellsaking(金币+2):谢谢详细指导~ 2010-12-15 22:59:25
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ellsaking(金币+2):谢谢详细指导~ 2010-12-15 22:59:25
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我做这方面的，可以如下理解： The Fermi energy is determined by charge neutrality condition: p-n+sigma[qc(Xq)]=0 (1) Here, p and n is the concentration of holes in the valence band and the concentration of electrons in the conduction band, respectively. c(Xq) is the concentration of defect X in charge state q. sigma是对所有缺陷浓度求和。 n，p和c(Xq)与费米能级有关，所以解式（1）可以确定费米能级。 “电中性应该是一个自然成立的关系式，与费米能级的位置似乎无关”可以这么说。 但这与“电中性条件可以确定费米能级不矛盾”啊。这是两个不同的命题，“电中性可以确定费米能级”并不是说“电中性与费米能级有关”。事实上吗，费米能级决定了各种缺陷的浓度，通过关系（1）得出费米能级。 只能说到这个地步了，好好理解吧。 [ Last edited by stractor on 2010-12-15 at 22:59 ] |
5楼2010-12-15 22:49:50