6830719632

Koncentracja nośników w półprzewodnikach

Prawdopodobieństwem zajmowania danego stanu energetycznego przez fermiony rządzi statystyka Fermiego-Diraca:

/(^E)=-rr—

- ^F- , gdzie k jest stałą Boltzmanna, zas E_p to energia Fermiego

e ⁰¹ +1

Przykładowo, dla metali, w temperaturze ok. 300 K:

W przestrzeni odwrotnej poziom Fermiego tworzy kulę, znajdującą się w środku strefy Brillouina.

Stany poniżej poziomu Fermiego (wewnątrz kuli) są obsadzone, z kolei poza kulą - praktycznie puste. Prąd jest przewodzony przez elektrony rozmyte na powierzchni kuli - jest ich o dwa rzędy wielkości mniej, niż wewnątrz, ale i tak nie wszystkie biorą udział w przewodzeniu.

Na sferze o promieniu wyznaczanym przez wektor falowy k gęstość stanów jest jednorodna:

Gęstość zależy od energii, a ta jest proporcjonalna do kwadratu wektora falowego:

2 m*