费米-狄拉克函数是由一条 S 形曲线来进行表示的,它表示了在给定温度下电子占据某一能级的概率。费米能级有百分之五十的概率能够找到电子的能级,这通常位于低能价带和较高能导带之间。
在绝对零度时,电子中充满了费米能级以下的所有能级,从而使得上层能级为空。随着温度的逐渐升高,电子的能量也会随之增加,并以此来占据费米能级以上的空间。
在电子和空穴浓度相等的本征半导体中,费米能级位于带隙的中间。当加入杂质来形成 n 型或 p 型半导体时,费米能级就会发生变化。在电子过剩的 n 型半导体中,费米能级则会向导带靠近。相反,在空穴浓度较高的 p 型半导体中,费米能级会向价带靠近。
温度升高会导致更多的电子可以从价带跃迁到导带,在这一过程中费米能级将会被推向导带。这种转变会对半导体的导电性产生影响。
当与具有不同费米能级的材料进行接触时,电子会从费米能级较高的区域流向费米能级较低的区域。电子的移动会使得交界处的费米能级趋于一致,从而建立起平衡。这一概念在众多电子元件的运行中起着至关重要的作用,同时能够调节和调整电导率和电子设备的性能。
来自章节 10:
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