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Physicser

木虫 (小有名气)

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[交流] 穿越费米能级的杂质带的性质讨论

以GaAS掺杂Mn 6.25%为例。Mn会引入一个空穴。
费米能级设置为零，自旋向上态，在Gamma点会有三条能带穿越费米面0.2eV左右。
  那么这三条能带是有3个电子占据，还是2个电子占据？
  若是2个电子占据，是不是有一条能带被空穴占据？

一般来说，基态下费米面以上无电子，但是我画Ef+0.2eV的能量范围的电荷密度，是有电荷分布的。
  那么，穿越费米面部分的能级，是有电子存在，还是无电子存在？若无电子存在，是否表示该处为空穴？
如果无电子存在，为什么能画出电荷密度？

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1楼2013-12-30 10:01:53

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dxcharlary

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sunyang1988: 金币+3, 谢谢交流 2014-01-03 10:04:42

基态下，费米面以上无电子，但是有态密度，说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。就相当于有那么一个盒子，但是盒子里面不一定有球。
“我画Ef+0.2eV的能量范围的电荷密度，是有电荷分布的。”当然的，理由同上。那个只是对应能量的波函数积分而已。只要有态密度，一定对应一个波函数积分。只不过这个态不一定被真实的电子填充。
基态下，电子填充不是按带，而是按能量填充的，这个是因为周期性边界条件导致电子能量分布连续化导致的，和孤立体系的能级概念是不一样的。实际上一个带填充两个电子只是单胞下的近似表述，这个在导体出现分数占据的时候是不成立的。也就是说你说的3个带实际上都是不满的。电子就是会按照能量的高低从小到大排满。很可能有的k点填充3个带，有的1个都没填。

[ Last edited by dxcharlary on 2014-1-2 at 06:09 ]

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Physicser

11楼2014-01-02 06:04:46

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dxcharlary

专家顾问 (职业作家)

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sunyang1988: 金币+2, 谢谢交流 2014-01-03 10:04:52

引用回帖:

12楼: Originally posted by Physicser at 2014-01-02 09:50:09
“Last edited by dxcharlary on 2014-1-2 at 06:09” 好早啊！
感激不尽！

“基态下，费米面以上无电子，但是有态密度，说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。” 感谢！
如此而言，对 ...

个人感觉不能，因为根据半导体掺杂，掺杂的形成的空穴应该是在原来的价带上。也就是说掺杂使得原来的价带发生了扭曲，有一部分暴露在了费米面以上。这样说的话，建议楼主详细区分一下3根带哪根是杂质能级，哪根是原来的价带。然后价带对应的部分才是空穴。我也不是专业方向的，我的意见仅供参考。

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13楼2014-01-02 12:49:18

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