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費(fèi)米能級，什么是什么是費(fèi)米能級

來源：整理時間：2025-04-17 22:17:54 編輯：智能門戶手機(jī)版

本文目錄一覽

1，什么是什么是費(fèi)米能級
2，費(fèi)米能級是什么
3，什么是費(fèi)米能級
4，求助請問什么是真空能級和費(fèi)米能級有什么區(qū)別

1，什么是什么是費(fèi)米能級

固體中,第一布里淵區(qū)內(nèi),電子填充的的最高能級,也叫化學(xué)勢.

什么是什么是費(fèi)米能級

2，費(fèi)米能級是什么

如果一個能帶中的某一個能級的能量設(shè)為E，則該能級被電子占據(jù)的概率是符合一個函數(shù)規(guī)律的即為f（E），f（E）稱為費(fèi)米函數(shù)。當(dāng)f（E）=1/2時，得出的E的值對應(yīng)的能級為費(fèi)米能級。一般近似的認(rèn)為費(fèi)米能級一下的能級都被電子所填充。

費(fèi)米能級是什么

3，什么是費(fèi)米能級

（個人覺得解釋的還可以，就復(fù)制下來，留著慢慢研究吧~）費(fèi)米能級是絕對零度時電子的最高能級.如果真的想了解一些,建議咬牙看一看,我覺得我寫的比較不好理解,物理本來就是這樣.我就從最簡單的自由電子氣體模型來解釋.自由粒子的波函數(shù)是平面波,波動方程是f(r)=(1/V^0.5)*Exp(i k*r)k是平面波波矢,電子能量是E=(hk)^2/2m (這個h是除以2PI后的那個普朗克常數(shù),原來表示此量的符號太不好找了)可以看出,電子對于取不同的k時,可以處在不同能量狀態(tài).下面引入k空間,盡量理解.一般用周期性邊界條件,f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )確定k的取值kx=(2PI/L)Nxky=(2PI/L)Nykz=(2PI/L)NzNx Ny Nz是整數(shù),因此把k看作空間矢量,在k空間中,k只能取一個個分立的點.你可以想象以kx ky kz3個方向建立坐標(biāo)系,因為Nx Ny Nz是整數(shù),kx ky kz只能取到一個個點.就比如Nx是整數(shù),永遠(yuǎn)不會有kx=(2PI/L)*0.4處被取到.每個點代表一種k的取值,前面有說過,每個k都對應(yīng)電子的不同能量狀態(tài),E=(hk)^2/2m ,這些能量狀態(tài)也因為k的分立取值而只能分立出現(xiàn),就是能級.把電子放在k空間的各個點上,代表電子處在那個k值的狀態(tài),也對應(yīng)一個能量狀態(tài),即處在該能級上.因為泡利不相容原理,每個態(tài)上只可以放2個電子,(自旋相反)不會有第3個跟他們在同一個狀態(tài)(k空間的各個點)上.注意:1 不在絕對零度的話,電子填充能級不是僅僅由泡利不相容原理決定,因此費(fèi)米能級是絕對零度時,電子的最高能級.2 通常宏觀體系的電子數(shù)N很大,電子填充能級時,在k空間的占據(jù)態(tài),也就是可以處在的那N/2的點,會形成一個球形,稱為費(fèi)米球.這很好想象,粒子總是先占據(jù)能量小的能級,離(0 0 0)越近的能級(哪個點)先占據(jù),最后被占據(jù)的點肯定不會有"支出去"的,而是程球形.這個球面叫費(fèi)米面,有時也說費(fèi)米面上的能級是費(fèi)米能級.我前面說"第N個電子會處在最高能級上(能量最大),這個能級就是費(fèi)米能級"是為了理解方便,實際上第N個電子,不見得比N-1的能級高了,簡單的看kx=0ky=0kz=1和kx=0ky=1kz=0和kx=1ky=0kz=0不是能量一樣嗎?當(dāng)離(0 0 0)很遠(yuǎn)后,這種k不同但能量一樣或近似一樣的點會更多,形成一個近似的球面--費(fèi)米面.一般就認(rèn)為費(fèi)米面上的能級就是最高能級--費(fèi)米能級.3 從費(fèi)米分布函數(shù)角度解釋也可以,費(fèi)米分布函數(shù)給出了不在絕對0度的情況下各個能級被占據(jù)的幾率,費(fèi)米能級是本征態(tài)占據(jù)幾率1/2的態(tài)對應(yīng)能級在絕對0度的極限.你可以看黃昆先生的固體物理.

什么是費(fèi)米能級

4，求助請問什么是真空能級和費(fèi)米能級有什么區(qū)別

沒有真空能級。費(fèi)米能級是溫度為絕對零度時固體能帶中充滿電子的最高能級。常用EF表示。對于固體試樣，由于真空能級與表面情況有關(guān)，易改變，所以用該能級作為參考能級。電子結(jié)合能就是指電子所在能級與費(fèi)米能級的能量差。對于金屬，絕對零度下，電子占據(jù)的最高能級就是費(fèi)米能級。費(fèi)米能級的物理意義是，該能級上的一個狀態(tài)被電子占據(jù)的幾率是1/2。在半導(dǎo)體物理中，費(fèi)米能級是個很重要的物理參數(shù)，只要知道了它的數(shù)值，在一定溫度下，電子在各量子態(tài)上的統(tǒng)計分布就完全確定了。它和溫度，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型，雜質(zhì)的含量以及能量零點的選取有關(guān)。n型半導(dǎo)體費(fèi)米能級靠近導(dǎo)帶邊，過高摻雜會進(jìn)入導(dǎo)帶。p型半導(dǎo)體費(fèi)米能級靠近價帶邊，過高摻雜會進(jìn)入價帶。將半導(dǎo)體中大量電子的集體看成一個熱力學(xué)系統(tǒng)，可以證明處于熱平衡狀態(tài)下的電子系統(tǒng)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級。擴(kuò)展資料：自旋為半整數(shù)的粒子。比如電子、質(zhì)子、中子等以及其反粒子。在一組由全同粒子組成的體系中，如果在體系的一個量子態(tài)（即由一套量子數(shù)所確定的微觀狀態(tài)）上只容許容納一個粒子，這種粒子稱為費(fèi)米子。或者說自旋為半整數(shù)（1/2，3/2…）的粒子統(tǒng)稱為費(fèi)米子，服從費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計。費(fèi)米子滿足泡利不相容原理，即不能兩個以上的費(fèi)米子出現(xiàn)在相同的量子態(tài)中。輕子，核子和超子的自旋都是1/2，因而都是費(fèi)米子。自旋為3/2，5/2，7/2等的共振粒子也是費(fèi)米子。中子、質(zhì)子都是由三種夸克組成，自旋為1/2。奇數(shù)個核子組成的原子核。因為中子、質(zhì)子都是費(fèi)米子，故奇數(shù)個核子組成的原子核自旋是半整數(shù)。

現(xiàn)在假想把所有的費(fèi)米子從這些量子態(tài)上移開。之后再把這些費(fèi)米子按照一定的規(guī)則（例如泡利原理等）填充在各個可供占據(jù)的量子能態(tài)上，并且這種填充過程中每個費(fèi)米子都占據(jù) 最低的可供占據(jù)的量子態(tài)。最后一個費(fèi)米子占據(jù)著的量子態(tài) 即可粗略理解為費(fèi)米能級。雖然嚴(yán)格來說，費(fèi)米能等于費(fèi)米子系統(tǒng)在趨于絕對零度時的化學(xué)勢；但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中，費(fèi)米能級則經(jīng)常被當(dāng)做電子或空穴化學(xué)勢的代名詞。一般來說，“費(fèi)米能級"這個術(shù)語所代表的含義可以從上下語境中判斷。費(fèi)米子可以是電子、質(zhì)子、中子（自旋為半整數(shù)的粒子）對于金屬，絕對零度下，電子占據(jù)的最高能級就是費(fèi)米能級。費(fèi)米能級的物理意義是，該能級上的一個狀態(tài)被電子占據(jù)的幾率是1/2。費(fèi)米能級在半導(dǎo)體物理中是個很重要的物理參數(shù)，只要知道了他的數(shù)值，在一定溫度下，電子在各量子態(tài)上的統(tǒng)計分布就完全確定了。它和溫度，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型，雜質(zhì)的含量以及能量零點的選取有關(guān)。將半導(dǎo)體中大量電子的集體看成一個熱力學(xué)系統(tǒng)，可以證明處于熱平衡狀態(tài)下的電子系統(tǒng)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級。tutorwang(站內(nèi)聯(lián)系TA)真空能級：電子達(dá)到該能級時完全自由而不受核的作用kmw.8668(站內(nèi)聯(lián)系TA)Originally posted by tutorwang at 2011-03-14 20:04:29:真空能級：電子達(dá)到該能級時完全自由而不受核的作用請問在一個模型中真空能級怎末計算或是怎樣才能找到呢？hookhans(站內(nèi)聯(lián)系TA)費(fèi)米能級：嚴(yán)格意義上的費(fèi)米能級是指指T=0K時，電子占據(jù)的最高能級為費(fèi)米能級，即，費(fèi)米能等于費(fèi)米子系統(tǒng)在趨于絕對零度時的化學(xué)勢。反映電子在能帶中填充能級水平高低的一個參數(shù)。但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中，費(fèi)米能級則經(jīng)常被當(dāng)做電子或空穴化學(xué)勢的代名詞。真空能級：電子達(dá)到該能級時完全自由而不受核的作用。我們通常所確定的能級位置，是以真空能級作為勢能參考點，根據(jù)電子的能量得到的。作為參考點，當(dāng)然認(rèn)為是恒定的，這對于單一的材料，是非常肯定的。費(fèi)米能級和真空能級是不同的。真空能級與費(fèi)米能級之差，就是功函數(shù)。對于某個半導(dǎo)體，其功函數(shù)是一定的。當(dāng)兩種類型的半導(dǎo)體接觸（例如n型和p型半導(dǎo)體接觸），由于存在內(nèi)建電勢，n型半導(dǎo)體一側(cè)的電子要想躍遷到真空能級所需要的能量增大，導(dǎo)帶和價帶能級相對降低。希望能有幫助。