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[交流]
費(fèi)米能級(jí)在半導(dǎo)體物理中的概念和意義 已有21人參與
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| 目前對(duì)半導(dǎo)體物理中費(fèi)米能級(jí)的定義不是很清楚，各種資料對(duì)其定義也很多樣，求助在半導(dǎo)體方面，費(fèi)米能級(jí)的主要意義和功能！ |
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揮淚天使
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小木蟲(chóng)(金幣+0.5):給個(gè)紅包，謝謝回帖
shecf(金幣+8): 謝謝參與交流 2011-11-04 18:39:25
小木蟲(chóng)(金幣+0.5):給個(gè)紅包，謝謝回帖
shecf(金幣+8): 謝謝參與交流 2011-11-04 18:39:25
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費(fèi)米能級(jí) 就一個(gè)由費(fèi)米子組成的微觀體系而言，每個(gè)費(fèi)米子都處在各自的量子能態(tài)上�，F(xiàn)在假想 把所有的費(fèi)米子 從這些量子態(tài)上移開(kāi)。之后再把這些費(fèi)米子按照一定的規(guī)則（例如泡利原理等）填充在各個(gè)可供占據(jù)的量子能態(tài)上，并且這種填充過(guò)程中每個(gè)費(fèi)米子都占據(jù) 最低的可供占據(jù)的量子態(tài)。最后一個(gè)費(fèi)米子占據(jù)著的量子態(tài) 即可粗略理解為費(fèi)米能級(jí)。 雖然嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，費(fèi)米能等于費(fèi)米子系統(tǒng)在趨于絕對(duì)零度時(shí)的化學(xué)勢(shì)；但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中，費(fèi)米能級(jí)則經(jīng)常被當(dāng)做電子或空穴化學(xué)勢(shì)的代名詞。一般來(lái)說(shuō)，“費(fèi)米能級(jí)"這個(gè)術(shù)語(yǔ)所代表的含義可以從上下語(yǔ)境中判斷。 費(fèi)米子可以是電子、質(zhì)子、中子（自旋為半整數(shù)的粒子） 對(duì)于金屬，絕對(duì)零度下，電子占據(jù)的最高能級(jí)就是費(fèi)米能級(jí)。 費(fèi)米能級(jí)的物理意義是，該能級(jí)上的一個(gè)狀態(tài)被電子占據(jù)的幾率是1/2。 費(fèi)米能級(jí)在半導(dǎo)體物理中是個(gè)很重要的物理參數(shù)，只要知道了他的數(shù)值，在一定溫度下，電子在各量子態(tài)上的統(tǒng)計(jì)分布就完全確定了。它和溫度，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型，雜質(zhì)的含量以及能量零點(diǎn)的選取有關(guān)。 將半導(dǎo)體中大量電子的集體看成一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，可以證明處于熱平衡狀態(tài)下的電子系統(tǒng)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)。 1. 費(fèi)米能級(jí)不是一個(gè)真正存在的能級(jí)。它只是用于衡量一個(gè)系統(tǒng)的能級(jí)水平。 2. 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，處處的費(fèi)米能級(jí)相同。對(duì)于兩個(gè)系統(tǒng)合并成為一個(gè)系統(tǒng)，則費(fèi)米能級(jí)也會(huì)趨于處處相同（會(huì)有凈電荷的流動(dòng)）。- 3. 費(fèi)米能級(jí)描述了各個(gè)能級(jí)上電子分布的概率。 4. 費(fèi)米能級(jí)隨著溫度和摻雜濃度而變化。具體來(lái)說(shuō)如下： a. 對(duì)于N型半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)在禁帶中央以上；摻雜濃度越大，費(fèi)米能級(jí)離禁帶中央越遠(yuǎn)，越靠近導(dǎo)帶底部 b. 對(duì)于P型半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)在禁帶中央以下；摻雜濃度越大，費(fèi)米能級(jí)離禁帶中央越遠(yuǎn)，越靠近價(jià)帶頂部 |
9樓2011-11-04 10:27:19
天地精華
木蟲(chóng) (正式寫手)
司徒哥
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2樓2011-11-03 12:46:25
。 3樓2011-11-03 13:33:35
ycnjzy
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5樓2011-11-03 23:48:59
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