应《网络安全法》要求，自2017年10月1日起，未进行实名认证将不得使用互联网跟帖服务。为保障您的帐号能够正常使用，请尽快对帐号进行手机号验证，感谢您的理解与支持！

24小时热门版块排行榜    

小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » 其他 » 【求助】为什么半导体的电中性条件能够确定费米能级？
51/1返回列表
查看: 2584  |  回复: 9
只看楼主 @他人 存档 新回复提醒 (忽略) 收藏    在APP中查看
当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖

vaspstudy

银虫 (小有名气)

[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

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 ]
回复此楼

» 收录本帖的淘帖专辑推荐

杂七杂八

» 猜你喜欢

» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
1楼 2010-12-14 10:46:28
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

nodding

木虫 (小有名气)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zzy870720z(金币+1):谢谢补充 2010-12-15 21:01:51
引用回帖:
Originally posted by vaspstudy at 2010-12-15 19:37:05:
：
多谢，但还是没懂，再请教一下电子浓度和空穴浓度是与费米能级位置有关，但还有charged donor和charged acceptor呢，他们四者之和自然会保持电中性的，即
n(electrons)+n(acceptors)=n(holes)+n(donors)
这 ...

呵呵。请注意：n(electrons)+n(acceptors)=n(holes)+n(donors) 这里边的n都是浓度哦。前面“电子浓度和空穴浓度是与费米能级位置有关”。这样的话，就可以根据电中性等式，求解费米能级。 不知说明白没

[ Last edited by nodding on 2010-12-15 at 20:58 ]
赞一下(2人) 回复此楼
4楼2010-12-15 20:56:12
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
查看全部 10 个回答

nodding

木虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zhang668(金币+2):感谢交流 2010-12-14 12:23:39
个人浅薄回复一下。

你说的，带电与费米能级无关，应该是 对的。

但是注意：电子浓度和空穴浓度可是与费米能级位置有关的。 所以在单位体积中电中性，用带正电的浓度=带负电的浓度。
这样来确定费米能级。
赞一下(2人) 回复此楼
2楼2010-12-14 11:58:45
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

vaspstudy

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by nodding at 2010-12-14 11:58:45:
个人浅薄回复一下。

你说的，带电与费米能级无关，应该是 对的。

但是注意：电子浓度和空穴浓度可是与费米能级位置有关的。 所以在单位体积中电中性，用带正电的浓度=带负电的浓度。
这样来确定费米能级。

多谢，但还是没懂，再请教一下：电子浓度和空穴浓度是与费米能级位置有关，但还有charged donor和charged acceptor呢，他们四者之和自然会保持电中性的，即
n(electrons)+n(acceptors)=n(holes)+n(donors)
这一关系式应该与费米能级无关才对，既然与费米能级无关，又何需一个费米能级的特定值来维持电中性呢？
不对之处，请指正，不胜感谢！
赞一下 回复此楼
3楼2010-12-15 19:37:05
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

stractor

金虫 (著名写手)
★ ★ ★
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
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 ]
赞一下(2人) 回复此楼
5楼2010-12-15 22:49:50
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
查看全部 10 个回答
普通表情 龙 兔 虎 猫 高级回复 (可上传附件)
信息提示
关闭
请填处理意见
关闭