Niveau de Fermi

La fonction de Fermi-Dirac, représentée par une courbe sigmoïde, indique la probabilité qu’un état d’énergie soit occupé par un électron à une température donnée.

Le niveau de Fermi représente l’état d’énergie avec une probabilité d’occupation de 50 % et se situe entre les bandes de valence et de conduction.

Au zéro absolu, les états d’énergie jusqu’au niveau de Fermi sont remplis, tandis que ceux au-dessus sont vides. À des températures plus élevées, les états supérieurs au niveau de Fermi peuvent être remplis.

Dans les semi-conducteurs intrinsèques, des concentrations égales de trous et d’électrons impliquent que le niveau de Fermi se trouve au milieu de la bande interdite.

Dans les semi-conducteurs de type n, une concentration d’électrons plus élevée déplace le niveau de Fermi près de la bande de conduction.

Dans les semi-conducteurs de type p, le niveau de Fermi se situe près de la bande de valence, en raison d’une concentration de trou plus élevée.

À mesure que la température augmente, davantage d’électrons passent de la valence à la bande de conduction, rapprochant le niveau de Fermi de la bande de conduction.

Lorsque des matériaux avec des niveaux de Fermi différents se conn