これが故障です:
1。固有半導体:
*内因性半導体では、フェルミレベルは禁じられたギャップの中央のわずかに上にあります 、価数帯域に近い。これは、電子の熱励起のため、伝導帯よりも価数帯域に利用可能な電子が多くあるためです。
2。外因性半導体:
* n-type半導体: N型半導体では、ドナーの不純物をドーピングすると、伝導帯に過剰な電子が導入されます。これにより、フェルミレベルは上向きにシフトします 伝導帯に向かって。
* p-type半導体: Pタイプの半導体では、アクセプター不純物をドーピングすると、価数帯に「穴」が作成されます。これらの「穴」は正の電荷のように機能し、電子を簡単に受け入れることができます。これにより、フェルミレベルが下方にシフトします 価電子帯に向かって。
常に中央にないのはなぜですか?
フェルミレベルは、電子を見つける確率が50%あるエネルギーレベルを表します。 状態密度によって決定されます (利用可能なエネルギーレベルの数)および電子職業の確率 。
* 状態密度: 半導体では、価数帯域に利用可能なエネルギーレベルがより多くあるため、状態の密度は価数帯域の近くで高くなっています。これは、本質的な半導体の価数帯域に近いフェルミレベルに貢献します。
* 電子職業確率: 電子職業の確率は、原子価帯から伝導帯までの電子の熱励起により、価数帯域で高くなっています。これはさらに、Valence Bandに近いフェルミレベルに貢献します。
要約すると、半導体のフェルミエネルギーレベルは、伝導帯と価数帯域の間の正確な途中ではありません。その位置は、半導体のタイプ(内因性、n型、またはp型)とエネルギー帯域内の状態の密度と電子職業の確率に影響されます。