为什么n型半导体中重掺杂会使费米能级进入导带

为什么n型半导体中重掺杂会使费米能级进入导带,第1张

首先要知道什么是费米能级,它表示什么.楼主也要明确一个概念,你所说的费米能级是掺杂费米能级,而不是本征费米能级.

(本征)费米能级以下,被电子占据的几率为50%,当你掺杂时,载流子电子增多,费米能级向导带移动,(通俗得想,电子多了,原来本征费米能级以下的地方还能够用吗?自然需要更多的空间,此空间是能量空间,不是我们通常认识的几何空间),移动后的费米能级就是掺杂费米能级,而本征费米能给是不动的.

当掺杂越来越多,掺杂费米能级就越长越高,最后接近甚至进入导带,也就是常说的简并~

当掺杂P杂质时,掺杂费米能级将向价带移动.

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。

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概率是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。


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