半导体功函数（什么是准费米能级）

1. 半导体有效质量计算公式
2. 什么是准费米能级

半导体有效质量计算公式

是m*meff = (h^2/2π)*(k^2 + (π/a)^2), 其中m是半导体的有效质量，meff是电子的有效质量，h是普朗克常数，k是波矢，a是晶格常数。
半导体的有效质量是描述电子在半导体中运动的重要参数，它决定了电子在能带中的能量和动量。
有效质量越小，电子的运动越自由，对电子的导电性能有利。
半导体的有效质量计算公式是基于半导体的能带结构和晶格常数等参数推导得出的。
通过计算有效质量，可以更好地理解半导体材料的电子性质，为半导体器件的设计和优化提供指导。
此外，有效质量还与半导体的能带结构和载流子的输运性质密切相关，对于研究半导体材料的光电特性和电子输运行为具有重要意义。

什么是准费米能级

　　准Fermi能级这个概念是为了方便讨论非平衡载流子的统计分布以及载流子浓度的能级而引入的。　　对于处于热平衡状态的半导体，其中载流子在能带中的分布遵从Fermi-Dirac分布函数（f(E)），并且整个系统具有统一的Fermi能级（Ef），其中的电子和空穴的浓度都可以采用这同一条Fermi能级来表示：　　no=Nc×exp[-(Ec-Ef)/kT], po=Nv×exp[-(Ef-Ev)/kT].　　而对于处于非（热）平衡状态的半导体，由于Fermi-Dirac分布函数及其Fermi能级的概念在这时已经失去了意义，从而，也就不能再采用Fermi能级来讨论非平衡载流子的统计分布了。因此，非平衡载流子的浓度计算是一个很复杂的非平衡统计问题。　　不过，对于非平衡状态下的半导体，其中的非平衡载流子可以近似地看成是处于一定的准平衡状态。例如，注入到半导体中的非平衡电子，在它们所处的导带内，通过与其他电子的相互作用，可以很快地达到与该导带相适应的、接近（热）平衡的状态，这个过程所需要的时间很短（该时间称为介电弛豫时间，大约在10-10ps以下），比非平衡载流子的寿命（即非平衡载流子的平均生存时间，通常是μs数量级）要短得多，所以，可近似地认为，注入到能带内的非平衡电子在导带内是处于一种“准平衡状态”。类似的，注入到价带中的非平衡空穴，也可以近似地认为它们在价带中是处于一种“准平衡状态”。因此，半导体中的非平衡载流子，可以认为它们都处于准平衡状态（即导带所有的电子和价带所有的空穴分别处于准平衡状态）。当然，导带电子与价带空穴之间，并不能认为处于准平衡状态（因为导带电子和价带空穴之间并不能在很短的时间内达到准平衡状态）。

准费米能级的引入是为了分析体系(一般是PN结)在非热平衡条件下电子的填充情况。非热平衡条件下电子会运动然后趋于平衡状态。在pn结中，非热平衡态下PN两侧的电子填充水平不一致了，这时为了分别描述二者的填充水平，就引入了准费米能级。

用水库的理解就是，两侧水面出现了高低差，两侧各有一个水面的高度，这个高度就是准费米能级。

费米能级：表征电子填充水平的标志，热平衡状态下体系内费米能级是一条直线。我们一般会用水库来形容，费米能级就是水库的水面，平稳状态下水面是处处等高的。

到此，以上就是小编对于半导体功函数定义的问题就介绍到这了，希望介绍的2点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位老师在评论区讨论，给我留言。