2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体中载流子的统计分布

半导体中载流子的统计分布 热平衡状态 状态密度 费米能级和载流子的统计分布 本征半导体中的载流子统计 杂质半导体中的载流子统计 简并半导体 半导体中载流子的统计分布 2 主要内容包... text has been truncated due to evaluation version limitation. 热平衡状态 状态密度 状态密度 3 下面计算半... text has been truncated due to evaluation version limitation. 热平衡状态 状态密度 状态密度 导带底E-K关系 要计算能量在E至E+dE之间的量子态数，只要计算这两个球壳之间的量子态数即可。 4 可得导带底... text has been truncated due to evaluation version limitation. 热平衡状态 状态密度 状态密度 导带底附近状态密度gc(E) 5 可得导带底... text has been truncated due to evaluation version limitation. 热平衡状态 状态密度 状态密度 价带顶附近状态密度gc(E) 6 可得导带底... text has been truncated due to evaluation version limitation. 热平衡状态 状态密度 状态密度 7 同样的方法... text has been truncated due to evaluation version limitation. 两方面知识： 允许的量子态按能量如何分布？ 电子在允许的量子态中如何分布？ 费米能级和载流子的统计分布 Maxwell-Boltzmanm 粒子是可以被一一区分，且对每个能态所能容纳的粒子数没有限制；如低压时容器中的气体。 Fermi-Dirac（费米-狄拉克） 粒子也是不可区分的，且每个能态只能允许一个粒子数；如晶体中的电子。 Bose-Einstein（玻色-爱因斯坦） 粒子是不可区分的，但每个能态所能容纳的粒子数仍然没有限制；如光子和黑体辐射。 费米能级和载流子的统计分布 统计规律 费米能级和载流子的统计分布 意义：当体系处于热平衡状态时，能量为E的量子态被粒子占据的概率。 9 半... text has been truncated due to evaluation version limitation. 大量电子不停地作无规则运动，电子既可以从晶格热振动中获得能量，从低能态跃迁到高能态，产生电子空穴对，也可以从高能态跃迁到低能态，电子空穴复合，并将多余的能量释放给晶格。 从单个电子来看，它的能量时大时小，但从大量电子的整体来看，在热平衡态下，电子按能量大小具有一定的统计分布规律，也就是说电子在某一个能级上其量子态的统计分布机率是一定的。 根据量子统计理论，服从泡里不相容原理的电子遵循费米统计分布。 费米能级和载流子的统计分布 费米分布函数f(E) 费米能级和载流子的统计分布 10 半... text has been truncated due to evaluation version limitation. 费米能级和载流子的统计分布 根据量子统计理论，服从泡里不相容原理的电子遵循费米统计分布。 费米分布函数 ？ 11 半... text has been truncated due to evaluation version limitation. 费米能级和载流子的统计分布 费米能级的意义 12 半... text has been truncated due to evaluation version limitation. $