㈠ 半導體物理中的費米能級指誰的能級,電子的
半導體物理中的費米能級指誰的能級,電子的
費米能級就是:假設把所有的電子都按照鮑利不相容原理等量子理論的限制,從低到高按能級依次填滿,最後一個電子的能級就是費米能級.
㈡ 半導體硅摻磷後,雜質能級高還是費米能級高呢
磷5價元素,形成n型半導體,電子為雜質載流子,摻雜越多,此時的費米能級偏離導帶和價帶的中心(本徵費米能級基本位於中心)靠近導帶,也就是施主能級(雜質能級),此時電子更容易跨越禁帶成為自由載流子。
所以應該說雜質能級高於本徵費米能級
㈢ 關於半導體求費米能級的問題
本題思路:費米能級是具有統計學意義的物理概念,並非真實存在的能級,因此一般是已只費米能級求解載流子濃度,本題第一問求費米能級,費米能級的位置可以由下圖得到,見劉恩科半導體物理。
帶入題目中數據可計算出電離施主的濃度
㈣ n型半導體與p型半導體費米能級的差別
n型半導體費米能級靠近導帶邊,過高摻雜會進入導帶。
p型半導體費米能級靠近價帶邊,過高摻雜會進入價帶。
㈤ 費米能級對半導體的意義,該怎麼樣理解呀
在0k時,費米能級是電子所佔據的能量最高的能級,大於0k時,費米能級是電子占據概率為1/2的能級。總之,費米能級表徵了各能級被電子占據的概率。
㈥ 半導體的費米能級
費米能級是絕對零度時電子的最高能級.
自由粒子的波函數是平面波,波動方程是f(r)=(1/V^0.5)*Exp(i k*r)
k是平面波波矢,電子能量是E=(hk)^2/2m (這個h是除以2PI後的那個普朗克常數,原來表示此量的符號太不好找了)
可以看出,電子對於取不同的k時,可以處在不同能量狀態.
下面引入k空間,盡量理解.
一般用周期性邊界條件,f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )確定k的取值
kx=(2PI/L)Nx
ky=(2PI/L)Ny
kz=(2PI/L)Nz
Nx Ny Nz是整數,因此把k看作空間矢量,在k空間中,k只能取一個個分立的點.你可以想像以kx ky kz3個方向建立坐標系,因為Nx Ny Nz是整數,kx ky kz只能取到一個個點.就比如Nx是整數,永遠不會有kx=(2PI/L)*0.4處被取到.
每個點代表一種k的取值,前面有說過,每個k都對應電子的不同能量狀態,E=(hk)^2/2m ,這些能量狀態也因為k的分立取值而只能分立出現,就是能級.
把電子放在k空間的各個點上,代表電子處在那個k值的狀態,也對應一個能量狀態,即處在該能級上.
因為泡利不相容原理,每個態上只可以放2個電子,(自旋相反)不會有第3個跟他們在同一個狀態(k空間的各個點)上.
現在有一個總共有N個電子的體系,各個電子都處於什麼狀態哪?粒子總是先佔據能量小的能級,從kx=0ky=0kz=0開始(顯然這時候能量最小,不過這個模型有點局限,你不必理了)kx=0ky=0kz=1.....kx=33 ky=34 kz=34.....反正越來越大,越來越往能量更大的高能級上添.最後第N個電子會處在最高能級上(能量最大),這個能級就是費米能級.
注意:
1 不在絕對零度的話,電子填充能級不是僅僅由泡利不相容原理決定,因此費米能級是絕對零度時,電子的最高能級.
2 通常宏觀體系的電子數N很大,電子填充能級時,在k空間的占據態,也就是可以處在的那N/2的點,會形成一個球形,稱為費米球.這很好想像,粒子總是先佔據能量小的能級,離(0 0 0)越近的能級(哪個點)先佔據,最後被占據的點肯定不會有"支出去"的,而是程球形.這個球面叫費米面,有時也說費米面上的能級是費米能級.我前面說"第N個電子會處在最高能級上(能量最大),這個能級就是費米能級"是為了理解方便,實際上第N個電子,不見得比N-1的能級高了,簡單的看kx=0ky=0kz=1和kx=0ky=1kz=0和kx=1ky=0kz=0不是能量一樣嗎?當離(0 0 0)很遠後,這種k不同但能量一樣或近似一樣的點會更多,形成一個近似的球面--費米面.一般就認為費米面上的能級就是最高能級--費米能級.
3 從費米分布函數角度解釋也可以,費米分布函數給出了不在絕對0度的情況下各個能級被占據的幾率,費米能級是本徵態占據幾率1/2的態對應能級在絕對0度的極限.你可以看黃昆先生的固體物理.
4 你問這個問題,應該是大學生了吧.對於f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )確定k的取值,可以自己計算一下.波動方程只是為了得出能級概念,並不需要注意,解法可以去看量子力學.
㈦ 費米能級是什麼
費米能級是溫度為絕對零度時固體能帶中充滿電子的最高能級。常用EF表示。對於固體試樣,由於真空能級與表面情況有關,易改變,所以用該能級作為參考能級。電子結合能就是指電子所在能級與費米能級的能量差。
雖然嚴格來說,費米能級等於費米子系統在趨於絕對零度時的化學勢;但是在半導體物理和電子學領域中,費米能級則經常被當做電子或空穴化學勢的代名詞。一般來說,「費米能級"這個術語所代表的含義可以從上下語境中判斷。
(7)半導體的費米能級與貴金屬擴展閱讀:
物理意義:
對於金屬,絕對零度下,電子占據的最高能級就是費米能級。費米能級的物理意義是,該能級上的一個狀態被電子占據的幾率是1/2。在半導體物理中,費米能級是個很重要的物理參數,只要知道了它的數值,在一定溫度下,電子在各量子態上的統計分布就完全確定了。
它和溫度,半導體材料的導電類型,雜質的含量以及能量零點的選取有關。n型半導體費米能級靠近導帶邊,過高摻雜會進入導帶。p型半導體費米能級靠近價帶邊,過高摻雜會進入價帶。將半導體中大量電子的集體看成一個熱力學系統,可以證明處於熱平衡狀態下的電子系統有統一的費米能級。
㈧ 本徵半導體的費米能級與什麼有關
費米能級處能帶的位置與半導體的電子、空穴濃度有關,導體的電子、空穴濃度相等,本徵半費米能級位於禁帶中線Ei處
㈨ 費米能級與半導體導電性的關系
半導體中的電子濃度和空穴濃度和費米能級是相關的,如下面兩個式子:
費米能級離導帶底越近的話,那麼半導體中的電子濃度會越高,所以導電性會越好。同理,p型半導體可以類比。
㈩ 半導體物理與器件題目,求費米能級
這個可以用作圖法
用這個公式
with respect to the valence band energy level的意思是,根據價帶和導帶的能級寫出費米能級
因為你計算得到的都是費米能級和導帶或者禁帶的差值,必須用實際的導帶或者禁帶的值減去或者加上這個差值才是實際的值