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yizhangs木蟲 (小有名氣)
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[交流]
【交流】費米能級為何會出現(xiàn)在禁帶中？ 已有10人參與
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| 在固體物理中老師講費米能級是電子占據(jù)概率為0.5的能級位置，可是學(xué)習(xí)半導(dǎo)體物理時，發(fā)現(xiàn)費米能級常常在半導(dǎo)體的禁帶中，大家知道禁帶中電子是不能占據(jù)的，那為何電子占據(jù)概率為二分之一的費米能級會出現(xiàn)在禁帶里面呢？ |
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| 前面各位大俠的討論都忽略了一個重要的問題：能級是不連續(xù)的，只能取一些分立的值，而費米函數(shù)是一個連續(xù)的函數(shù)。 以能級為橫坐標(biāo)，電子占據(jù)概率為縱坐標(biāo)，我們畫出的圖形只是一些分立的點，費米函數(shù)只是把這些分離的點連成了一條曲線。。換句話說如果能級是連續(xù)的，我們絕對不能提“電子占據(jù)概率”這個概念，而應(yīng)該是“電子占據(jù)概率密度”。 也就是說，費米函數(shù)上并不是每個點都有取值的，禁帶上沒有能級，所以雖然費米函數(shù)為1/2的值在禁帶上，但禁帶上依然沒有電子，同樣，禁帶上即使沒有電子占據(jù)，因為禁帶上沒有能級，禁帶也不存在空穴占據(jù)。 |
41樓2010-11-22 11:12:59
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zt970831(金幣+3,VIP+0):感謝您的交流 8-23 23:50
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我明白你的意思了。 費米能級(Fermi level)是絕對零度下電子的最高能級。根據(jù)泡利不相容原理，一個量子態(tài)不能容納兩個或兩個以上的費米子(電子)，所以在絕對零度下，電子將從低到高依次填充各能級，除最高能級外均被填滿，形成電子能態(tài)的“費米�！薄！百M米�！敝忻總�電子的平均能量為（絕對零度下）為費米能級的3/5。海平面即是費米能級。一般來說，費米能級對應(yīng)態(tài)密度為0的地方，但對于絕緣體而言，費米能級就位于價帶頂。成為優(yōu)良電子導(dǎo)體的先決條件是費米能級與一個或更多的能帶相交。 你那個說法是單純從費米分布函數(shù)說的，沒有考慮實際的物理體系。 |
6樓2009-08-23 19:56:53
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| 應(yīng)該澄清一下的是“禁帶中電子的是不能占據(jù)的"指的是一般情況下禁帶中是沒有能級存在的（孤立的費米能級只能填充一個電子是可以忽略的吧？)，但是如果摻雜導(dǎo)致禁帶出現(xiàn)雜質(zhì)能級，該能級同樣可以填充電子，雜質(zhì)能級電離產(chǎn)生載流子，這是半導(dǎo)體摻雜的基本原理。所以說只要有能級存在就可以填充電子，具體能級在什么位置由具體材料的能帶結(jié)構(gòu)決定�，F(xiàn)在的半導(dǎo)體體系應(yīng)該是服從費米統(tǒng)計分布的，盡管不是理想電子氣 |
10樓2009-08-24 08:19:52
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