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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？
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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 ]
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1楼 2010-12-14 10:46:28
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yaodu

银虫 (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):鼓励交流 2010-12-17 08:13:25
我的理解是：电中性条件肯定无时无刻满足，但是在特定情况下，由电中性条件可以在已知某几种载流子的情况下求出其他载流子浓度，进而方便求出费米能级
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8楼2010-12-16 23:43:42
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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。
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2楼2010-12-14 11:58:45
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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！
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3楼2010-12-15 19:37:05
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nodding

木虫 (小有名气)
★ ★
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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 ]
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4楼2010-12-15 20:56:12
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