费米能级差
| 费米能级差 |
所谓费米能级差，其实并不是一个真正的能级，也就是说，在半导体的能带中不一定有这样的能量状态可允许电子去占据，它只不过是决定各能级上电子或空穴统计分布的一个参量，各个能级都以EF为标准，由某能级与EF的相对位置决定了电子在该能级上的分布几率。粗略地讲，凡是费米能级以上的能量状态，基本上是空的，即没有或很少有电子占据这些能级；而在费米能级以下的能量状态则基本上是填满电子的。所以可以说，费米能级差非常直观地反映了半导体中电子填充能带“水平’的高低。
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简介
费米能级差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，费米能级差则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说，“费米能级差"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。对于金属，绝对零度下，电子占据的最高能级就是费米能级差。费米能级差的物理意义是，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，费米能级差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型半导体费米能级差靠近导带边，过高掺杂会进入导带。p型半导体费米能级差靠近价带边，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差。
评价
费米子：自旋为半整数的粒子。比如电子、质子、中子等以及其反粒子。在一组由全同粒子组成的体系中，如果在体系的一个量子态（即由一套量子数所确定的微观状态）上只容许容纳一个粒子，这种粒子称为费米子。或者说自旋为半整数（1/2，3/2…）的粒子统称为费米子，服从费米-狄拉克统计。费米子满足泡利不相容原理，即不能两个以上的费米子出现在相同的量子态中。轻子，核子和超子的自旋都是1/2，因而都是费米子。自旋为3/2，5/2，7/2等的共振粒子也是费米子。中子、质子都是由三种夸克组成，自旋为1/2。奇数个核子组成的原子核。因为中子、质子都是费米子，故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数。[1]