费米能级 | 美體產業公開資訊
费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的概率是1/2。在半导体物理中，费米能级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， ...
现在假想把所有的费米子从这些量子态[1]上移开。之后再把这些费米子按照一定的规则（例如泡利不相容原理[2]等）填充在各个可供占据的量子态上，并且这种填充过程中每个费米子都占据最低的可供占据的量子态。最后一个费米子占据着的量子态
即可粗略理解为费米能级。
虽然严格来说，费米能级等于费米子系统在趋于绝对零度[3]时的化学势[4]；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级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”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。费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的概率是1/2。在半导体物理中，费米能级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型半导体费米能级靠近导带边，过高掺杂会进入导带。p型半导体费米能级靠近价带边，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。
作为费米-狄拉克分布[5]函数中一个重要参量的费米能级EF，具有决定整个系统能量以及载流子分布的重要作用。1.在半导体中，由于费米能级（化学势）不是真正的能级，即不一定是允许的单电子能级（即不一定是公有化状态的能量），所以它可以像束缚态的能级一样，可以处于能带的任何位置，当然也可以处于禁带之中。
对于绝缘体和半导体，费米能级则处于禁带中间。特别是本征半导体和绝缘体，因为它们的价带是填满了价电子（占据概率为100%）、导带是完全空着的（占据概率为0%），则它们的费米能级正好位于禁带中央（占据概率为50%）。即使温度升高时，本征激发而产生出了电子-空穴对，但由于导带中增加的电子数等于价带中减少的电子数，则禁带中央的能级仍然是占据概率为50%，所以本征半导体的费米能级的位置不随温度而变化，始终位于禁带中央。
2.费米能级实际上起到了衡量能级被电子占据的概率大小的一个标准的作用。在E<...
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