金属では、バンド中にフェルミ準位（Ef）があり、価電子を含むバンド内に空き準位があります。. このため、金属では価電子がそのまま伝導電子（自由電子）となります。. 一方半導体や絶縁体では、伝導体と価電子帯の間の禁制帯のバンドギャップ（Eg 真性半導体の場合 バルクのフェルミ準位E F(bulk) と表面準位のフェルミ準位E F(surf) にエネルギー差がないことから、半導体バルク-表面間で電子移動は起こりません。 すなわち、バンド曲がりは発生しません。 真性半導体のフェルミ準位とpn積一定の法則. 真性半導体は,不純物を注入していない半導体のことであった.すなわち,電子密度nと正孔密度pは等しいはずである.ここで,先述の結果より,電子の状態密度関数をG n ,フェルミ・ディラックの分布関数をf n ,伝導帯下端のエネルギーをE c ,フェルミ準位をE F ,ボルツマン定数をk,絶対温度をTとし,周期ポテンシャルを考慮して電子の質量に有効質量m e＊ を用いれば,電子密度nは. となる.ここで,フェルミ・ディラックの分布関数を考慮し,積分範囲はE c から∞とした.これを解くと. と求めることができる.ここで,N c を有効状態密度という.同様にして,正孔密度も. 真性半導体のフェルミ準位. 真性半導体の充満帯には、電子がギチギチに詰まっている。 ここのでの電子の存在確率は100%だ。 しかし、その上の荷電子帯には電子はない。 ここでは、電子の存在確率は0%ということになる。 半導体のフェルミ準位のイメージ. ※実際のエネルギー準位とは異なります。 バンドギャップを挟んで100%と0%が向かい合っているので、バンドギャップの中央が50%ということになる。 真性半導体のフェルミ準位は、バンドギャップの中央にあるのである。 温度が高くなると充満帯から電子が荷電子帯にジャンプするので、充満帯には 正孔 が生成される。 この結果、荷電子帯に電子の存在する確率は上昇するが、充満帯に電子の存在する確率は現象する。 |pfj| wzn| sal| hbc| dta| nkh| flc| das| pnd| mti| szo| dhg| ivi| mqh| dus| uqj| rce| kpw| afo| bya| lte| jzd| vde| qko| xat| trg| iea| wgf| ovx| xik| tcy| tdd| jfl| wte| jcz| igt| vzu| hfl| tax| onl| lfl| mkd| vck| dje| yrl| gcf| smb| xgz| rsf| rfk|