Dinâmica do Nível de Fermi

O nível de vácuo representa o limite de energia para um elétron escapar da superfície de um material. Normalmente fica acima da banda de condução de um semicondutor e serve como referência para as energias dos elétrons.

Em semicondutores, a afinidade eletrônica é a lacuna de energia entre o mínimo da banda de condução e o nível de vácuo.

A função de trabalho é a energia mínima necessária para liberar um elétron do nível de Fermi para o nível de vácuo e depende do material.

Os metais exibem altas funções de trabalho, em torno de 2 a 5 eV, devido aos seus estados densos de nível de Fermi.

Os semicondutores exibem funções de trabalho variáveis à medida que seus níveis de Fermi mudam, influenciados pela dopagem e temperatura.

Um metal e um semicondutor em contato atingem o equilíbrio, criando um nível de vácuo contínuo através da junção.

Simultaneamente, a transferência de carga continua até que os níveis de Fermi se alinhem, causando flexão da banda de energia no semicondutor e formando uma barreira Schottky.

A altura da barreira da junção é determinada pela função de trabalho do metal e pela afinidade eletrônica do semicondutor.