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vaspstudy銀蟲 (小有名氣)
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[交流]
【求助】為什么半導(dǎo)體的電中性條件能夠確定費(fèi)米能級(jí)? 已有7人參與
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如果涉及到缺陷或雜質(zhì)時(shí),需要用電中性條件確定費(fèi)米能級(jí),下面使我的困惑,請(qǐng)各位蟲友指正: 在我看來(lái),費(fèi)米能級(jí)不論在何處,半導(dǎo)體始終是電中性的。半導(dǎo)體中有四種帶電粒子,電子、空穴、負(fù)電受主,正電施主。不論費(fèi)米能級(jí)在何處,本征激發(fā)的電子和空穴始終保持代數(shù)和為零;施主電荷與因此產(chǎn)生的電子代數(shù)和為零;受主電荷與因此產(chǎn)生的空穴代數(shù)和為零。上述關(guān)系應(yīng)該與費(fèi)米能級(jí)無(wú)關(guān)才對(duì),換句話說(shuō),費(fèi)米能級(jí)不論在何處,半導(dǎo)體的電中性條件應(yīng)該都可以滿足的。那為什么還要根據(jù)電中性條件來(lái)確定費(fèi)米能級(jí)呢?能確定得出來(lái)嗎? 文獻(xiàn)看的費(fèi)米能級(jí)與摻雜濃度,溫度等有關(guān)系,可按照上面分析,無(wú)論摻雜濃度或溫度如何,對(duì)費(fèi)米能級(jí)的位置也應(yīng)該沒(méi)有要求才對(duì)! 總之,我的結(jié)論,電中性應(yīng)該是一個(gè)自然成立的關(guān)系式,與費(fèi)米能級(jí)的位置似乎無(wú)關(guān)。究竟錯(cuò)在那里,請(qǐng)高手解惑,不勝期待! [ Last edited by vaspstudy on 2010-12-14 at 10:51 ] |
雜七雜八 |
木蟲 (小有名氣)
銀蟲 (小有名氣)
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多謝,但還是沒(méi)懂,再請(qǐng)教一下:電子濃度和空穴濃度是與費(fèi)米能級(jí)位置有關(guān),但還有charged donor和charged acceptor呢,他們四者之和自然會(huì)保持電中性的,即 n(electrons)+n(acceptors)=n(holes)+n(donors) 這一關(guān)系式應(yīng)該與費(fèi)米能級(jí)無(wú)關(guān)才對(duì),既然與費(fèi)米能級(jí)無(wú)關(guān),又何需一個(gè)費(fèi)米能級(jí)的特定值來(lái)維持電中性呢? 不對(duì)之處,請(qǐng)指正,不勝感謝! |
木蟲 (小有名氣)
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呵呵。請(qǐng)注意:n(electrons)+n(acceptors)=n(holes)+n(donors) 這里邊的n都是濃度哦。前面“電子濃度和空穴濃度是與費(fèi)米能級(jí)位置有關(guān)”。這樣的話,就可以根據(jù)電中性等式,求解費(fèi)米能級(jí)。 不知說(shuō)明白沒(méi) [ Last edited by nodding on 2010-12-15 at 20:58 ] |
金蟲 (著名寫手)
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我做這方面的,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是對(duì)所有缺陷濃度求和。 n,p和c(Xq)與費(fèi)米能級(jí)有關(guān),所以解式(1)可以確定費(fèi)米能級(jí)。 “電中性應(yīng)該是一個(gè)自然成立的關(guān)系式,與費(fèi)米能級(jí)的位置似乎無(wú)關(guān)”可以這么說(shuō)。 但這與“電中性條件可以確定費(fèi)米能級(jí)不矛盾”啊。這是兩個(gè)不同的命題,“電中性可以確定費(fèi)米能級(jí)”并不是說(shuō)“電中性與費(fèi)米能級(jí)有關(guān)”。事實(shí)上嗎,費(fèi)米能級(jí)決定了各種缺陷的濃度,通過(guò)關(guān)系(1)得出費(fèi)米能級(jí)。 只能說(shuō)到這個(gè)地步了,好好理解吧。 [ Last edited by stractor on 2010-12-15 at 22:59 ] |
木蟲 (正式寫手)
star watcher
銀蟲 (小有名氣)
金蟲 (小有名氣)
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