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费米能级的定义和物理意义

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费米能级的定义和物理意义

费米能级的定义和物理意义

  假想把所有的费米子从这些量子态上移开。

  之后再把这些费米子按照一定的规则(例如泡利原理等)填充在各个可供占据的量子能态上,并且这种填充过程中每个费米子都占据最低的可供占据的量子态。

  最后一个费米子占据着的量子态即可粗略理解为费米能级。

  严格来说,费米能级等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势;但是在半导体物理和电子学领域中,费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。

  对于金属,绝对零度下,电子占据的最高能级就是费米能级。

费米能级是什么??

  费米能级是温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级。

  常用EF表示。

  对于固体试样,由于真空能级与表面情况有关,易改变,所以用该能级作为参考能级。

  电子结合能就是指电子所在能级与费米能级的能量差。

  虽然严格来说,费米能级等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势;但是在半导体物理和电子学领域中,费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。

  一般来说,费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。

  扩展资料:

  物理意义:

  对于金属,绝对零度下,电子占据的最高能级就是费米能级。

  费米能级的物理意义是,该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。

  在半导体物理中,费米能级是个很重要的物理参数,只要知道了它的数值,在一定温度下,电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。

  它和温度,半导体材料的导电类型,杂质的含量以及能量零点的选取有关。

  n型半导体费米能级靠近导带边,过高掺杂会进入导带。

  p型半导体费米能级靠近价带边,过高掺杂会进入价带。

  将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统,可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级。

  参考资料来源:百度百科——费米能级

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