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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，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)無關(guān)才對(duì)，換句話說，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)電中性條件來確定費(fèi)米能級(jí)呢？能確定得出來嗎？ 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 ] |
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 雜七雜八 |
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vaspstudy
銀蟲 (小有名氣)
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多謝，但還是沒懂，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)無關(guān)才對(duì)，既然與費(fèi)米能級(jí)無關(guān)，又何需一個(gè)費(fèi)米能級(jí)的特定值來維持電中性呢？ 不對(duì)之處，請(qǐng)指正，不勝感謝！ |
3樓2010-12-15 19:37:05
nodding
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2樓2010-12-14 11:58:45
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4樓2010-12-15 20:56:12
stractor
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小木蟲(金幣+0.5):給個(gè)紅包，謝謝回帖交流
ellsaking(金幣+2):謝謝詳細(xì)指導(dǎo)~ 2010-12-15 22:59:25
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ellsaking(金幣+2):謝謝詳細(xì)指導(dǎo)~ 2010-12-15 22:59:25
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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)的位置似乎無關(guān)”可以這么說。 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“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，通過關(guān)系（1）得出費(fèi)米能級(jí)。 只能說到這個(gè)地步了，好好理解吧。 [ Last edited by stractor on 2010-12-15 at 22:59 ] |
5樓2010-12-15 22:49:50
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