10.10
Функция Ферми-Дирака, представленная сигмовидной кривой, указывает на вероятность того, что энергетическое состояние будет занято электроном при данной температуре.
Уровень Ферми представляет собой энергетическое состояние с вероятностью 50 процентов и лежит между валентной и проводимой зонами.
При абсолютном нуле энергетические состояния до уровня Ферми заполнены, в то время как те, что выше – пусты. При более высоких температурах состояния выше уровня Ферми могут быть заполнены.
В собственных полупроводниках равные концентрации дырок и электронов означают, что уровень Ферми лежит в середине запрещенной зоны.
В полупроводниках n-типа более высокая концентрация электронов смещает уровень Ферми близко к зоне проводимости.
В полупроводниках p-типа уровень Ферми находится вблизи валентной зоны из-за более высокой концентрации дырок.
По мере повышения температуры все больше электронов переходит из валентной зоны в зону проводимости, приближая уровень Ферми к зоне проводимости.
Когда материалы с разными уровнями Ферми соединяются, электроны перетекают с более высокого уровня Ферми на низкий, чтобы выровнять уровни Ферми на стыке и установить равновесие.
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.