费米能级是虚构的能级,材料的化学能表征,费米能级并不是实际存在的能级，禁带中是不存在能级的，因此费米能级是理论上引入的虚构的能级，仅仅用来表示电子填充能级的水平。

为什么本征半导体的费米能级选在禁带的中间，而不是价带顶能？

yzcluster (站内联系TA)

由本征半导体空穴和电子相等，可以推出来。另外，费米能级不是严格的在禁带中间，跟温度和价带顶，导带底的有效状态密度还有关系

lw8519 (站内联系TA)

多谢多谢!
还有一个疑问是：禁带是电子不出现的地方，怎么去理解费米能级在禁带中？

bdtlyh (站内联系TA)

建议楼主参考早期黄昆先生的半导体物理教材，本论坛就有电子版，那个上面已经讲的非常浅显和明白了，其中专门讲到了楼主的问题，谢谢！

2008020891 (站内联系TA)

费米能级并不是实际存在的能级，禁带中是不存在能级的，因此费米能级是理论上引入的虚构的能级，仅仅用来表示电子填充能级的水平。

yzcluster (站内联系TA)

Originally posted by 2008020891 at 2009-5-15 20
费米能级并不是实际存在的能级，禁带中是不存在能级的，因此费米能级是理论上引入的虚构的能级，仅仅用来表示电子填充能级的水平。

费米能级是引入的虚构能级，这是第一次听说。是这样吗？呵呵。:)

cord (站内联系TA)

费米能级是虚构的能级，是材料中多个能级的综合体。请仔细看黄昆老教授的书。

化学的观点上费米能级是材料的化学能表征。

yzcluster (站内联系TA)

是吗，在哪一页？我觉得不应该是这样，请给出详细的文献出处。:)

mozhui (站内联系TA)

Originally posted by lw8519 at 2009-5-15 17
多谢多谢!
还有一个疑问是：禁带是电子不出现的地方，怎么去理解费米能级在禁带中？

1.费米能级是区分绝对零度下占据态和非占据态的能量值，按照电子的费米狄拉克分布，可以证明其等于体系的化学势在温度为绝对零度时的值。
2.对于本征半导体，可以严格证明在绝对零度下化学势的值等于带隙中间对应的能量值，从而根据1，费米能级位于带隙中央。
3.在有限温度下，费米能级偏离能隙中央的大小正比于温度，比例系数依赖于价带与导带的有效质量有关（它们比值的自然对数），通常情况下比例系数与波尔兹曼常数一个量级，因而在室温下可以近似认为费米能级处于带隙中央

yzcluster (站内联系TA)

我觉的“费米能级是区分绝对零度下占据态和非占据态的能量值”这个只是对于无相互作用费米子说的。对于有相互作用的费米子，在费米面附近分布发生弥散，费米能级是占据概率为1/2的能级，不完全是占据态和非占据态的区分能级。

另外，在本征半导体中，费米能级在禁带中央，与电子最高占据态的能量并不一样。这个问题似乎有点意义，可以继续讨论。（虽然在此情况下，仍有区分导带和价带的作用）

但是，无论如何，我不相信费米能级是“虚的”。说这个能级是“虚”的童鞋，这个“虚”代表了什么意义？仅仅是没有电子占据，似乎也不对。