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费米能级在半导体物理中的概念和意义 已有21人参与
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| 目前对半导体物理中费米能级的定义不是很清楚，各种资料对其定义也很多样，求助在半导体方面，费米能级的主要意义和功能！ |
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挥泪天使
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
shecf(金币+8): 谢谢参与交流 2011-11-04 18:39:25
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
shecf(金币+8): 谢谢参与交流 2011-11-04 18:39:25
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费米能级 就一个由费米子组成的微观体系而言，每个费米子都处在各自的量子能态上。现在假想 把所有的费米子 从这些量子态上移开。之后再把这些费米子按照一定的规则（例如泡利原理等）填充在各个可供占据的量子能态上，并且这种填充过程中每个费米子都占据 最低的可供占据的量子态。最后一个费米子占据着的量子态 即可粗略理解为费米能级。 虽然严格来说，费米能等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说，“费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。 费米子可以是电子、质子、中子（自旋为半整数的粒子） 对于金属，绝对零度下，电子占据的最高能级就是费米能级。 费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。 费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数，只要知道了他的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。它和温度，半导体材料的导电类型，杂质的含量以及能量零点的选取有关。 将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统，可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级。 1. 费米能级不是一个真正存在的能级。它只是用于衡量一个系统的能级水平。 2. 对于一个系统来说，处处的费米能级相同。对于两个系统合并成为一个系统，则费米能级也会趋于处处相同（会有净电荷的流动）。- 3. 费米能级描述了各个能级上电子分布的概率。 4. 费米能级随着温度和掺杂浓度而变化。具体来说如下： a. 对于N型半导体费米能级在禁带中央以上；掺杂浓度越大，费米能级离禁带中央越远，越靠近导带底部 b. 对于P型半导体费米能级在禁带中央以下；掺杂浓度越大，费米能级离禁带中央越远，越靠近价带顶部 |
9楼2011-11-04 10:27:19
天地精华
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