费米能级是什么？？

什么是费米能级？~

就一个由费米子组成的微观体系而言，每个费米子都处在各自的量子能态上。现在假想 把所有的费米子 从这些量子态上移开。之后再把这些费米子按照一定的规则（例如泡利原理等）填充在各个可供占据的量子能态上，并且这种填充过程中每个费米子都占据 最低的可供占据的量子态

费米能级是温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级。常用EF表示。对于固体试样，由于真空能级与表面情况有关，易改变，所以用该能级作为参考能级。电子结合能就是指电子所在能级与费米能级的能量差。

虽然严格来说，费米能级等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说，“费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。

扩展资料：

物理意义：

对于金属，绝对零度下，电子占据的最高能级就是费米能级。费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。在半导体物理中，费米能级是个很重要的物理参数，只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。

它和温度，半导体材料的导电类型，杂质的含量以及能量零点的选取有关。n型半导体费米能级靠近导带边，过高掺杂会进入导带。p型半导体费米能级靠近价带边，过高掺杂会进入价带。将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统，可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级。

参考资料来源：百度百科——费米能级

费米能级是温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级，常用EF表示。

现在假想 把所有的费米子 从这些量子态上移开。之后再把这些费米子按照一定的规则（例如泡利原理等）填充在各个可供占据的量子能态上，并且这种填充过程中每个费米子都占据 最低的可供占据的量子态。最后一个费米子占据着的量子态 即可粗略理解为费米能级。

虽然严格来说，费米能级等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说，“费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。

费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。在半导体物理中，费米能级是个很重要的物理参数，只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。

扩展资料

作为Fermi-Dirac分布函数中一个重要参量的Fermi能级EF，具有决定整个系统能量以及载流子分布的重要作用。

①在半导体中，由于Fermi能级（化学势）不是真正的能级，即不一定是允许的单电子能级（即不一定是公有化状态的能量），所以它可以像束缚状态的能级一样，可以处于能带的任何位置，当然也可以处于禁带之中。

②Fermi能级实际上起到了衡量能级被电子占据的几率大小的一个标准的作用。在E<EF时，f(E) >1/2；在E>EF时，f(E) <1/2；在E=EF时，f(E)=1/2。譬如，当(E–EF) >5kT时，f(E) < 0.007，即比EF高5kT的能级被电子占据的几率只有0.7%。

③上述分布函数f(E)是指电子占据能带（导带）中某个能级的几率（电子的能量越往上越高）。如果是讨论空穴载流子的话（空穴的能量越往下越高），那么就应当是相应于价带中某个能级所空出（即没有被电子占据）的几率。

④由于Fermi-Dirac分布函数是载流子体系处于热平衡状态下的一种统计分布规律。因此，也只有在（热）平衡情况下才可采用此分布函数，并且也只有在这时Fermi能级才有意义。

参考资料：百度百科-费米能级

费米能级是绝对零度时电子的最高能级.
如果真的想了解一些,建议咬牙看一看,我觉得我写的比较不好理解,物理本来就是这样.
我就从最简单的自由电子气体模型来解释.
自由粒子的波函数是平面波,波动方程是f(r)=(1/V^0.5)*Exp(i k*r)
k是平面波波矢,电子能量是E=(hk)^2/2m (这个h是除以2PI后的那个普朗克常数,原来表示此量的符号太不好找了)
可以看出,电子对于取不同的k时,可以处在不同能量状态.
下面引入k空间,尽量理解.
一般用周期性边界条件,f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )确定k的取值
kx=(2PI/L)Nx
ky=(2PI/L)Ny
kz=(2PI/L)Nz
Nx Ny Nz是整数,因此把k看作空间矢量,在k空间中,k只能取一个个分立的点.你可以想象以kx ky kz3个方向建立坐标系,因为Nx Ny Nz是整数,kx ky kz只能取到一个个点.就比如Nx是整数,永远不会有kx=(2PI/L)*0.4处被取到.
每个点代表一种k的取值,前面有说过,每个k都对应电子的不同能量状态,E=(hk)^2/2m ,这些能量状态也因为k的分立取值而只能分立出现,就是能级.
把电子放在k空间的各个点上,代表电子处在那个k值的状态,也对应一个能量状态,即处在该能级上.
因为泡利不相容原理,每个态上只可以放2个电子,(自旋相反)不会有第3个跟他们在同一个状态(k空间的各个点)上.
现在有一个总共有N个电子的体系,各个电子都处于什么状态哪?粒子总是先占据能量小的能级,从kx=0ky=0kz=0开始(显然这时候能量最小,不过这个模型有点局限,你不必理了)kx=0ky=0kz=1.....kx=33 ky=34 kz=34.....反正越来越大,越来越往能量更大的高能级上添.最后第N个电子会处在最高能级上(能量最大),这个能级就是费米能级.
注意:
1 不在绝对零度的话,电子填充能级不是仅仅由泡利不相容原理决定,因此费米能级是绝对零度时,电子的最高能级.
2 通常宏观体系的电子数N很大,电子填充能级时,在k空间的占据态,也就是可以处在的那N/2的点,会形成一个球形,称为费米球.这很好想象,粒子总是先占据能量小的能级,离(0 0 0)越近的能级(哪个点)先占据,最后被占据的点肯定不会有"支出去"的,而是程球形.这个球面叫费米面,有时也说费米面上的能级是费米能级.我前面说"第N个电子会处在最高能级上(能量最大),这个能级就是费米能级"是为了理解方便,实际上第N个电子,不见得比N-1的能级高了,简单的看kx=0ky=0kz=1和kx=0ky=1kz=0和kx=1ky=0kz=0不是能量一样吗?当离(0 0 0)很远后,这种k不同但能量一样或近似一样的点会更多,形成一个近似的球面--费米面.一般就认为费米面上的能级就是最高能级--费米能级.
3 从费米分布函数角度解释也可以,费米分布函数给出了不在绝对0度的情况下各个能级被占据的几率,费米能级是本征态占据几率1/2的态对应能级在绝对0度的极限.你可以看黄昆先生的固体物理.
4 你问这个问题,应该是大学生了吧.对于f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )确定k的取值,可以自己计算一下.波动方程只是为了得出能级概念,并不需要注意,解法可以去看量子力学

费米能级位于禁带之中（即位于价带之上，导带之下），费米能级是量子态是否被电子占据的分界线。能量高于费米能级的量子态基本是空的，能量低于费米能级的量子态基本上全部被电子所占据。
希望能帮到你。

如果一个能带中的某一个能级的能量设为E，则该能级被电子占据的概率是符合一个函数规律的即为f（E），f（E）称为费米函数。
当f（E）=1/2时，得出的E的值对应的能级为费米能级。
一般近似的认为费米能级一下的能级都被电子所填充。

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武义县19267816355： 费米能级(固体物理学概念) - 搜狗百科？
辛春石椒：[答案] (个人觉得解释的还可以,就复制下来,留着慢慢研究吧~)费米能级是绝对零度时电子的最高能级.如果真的想了解一些,建议咬牙看一看,我觉得我写的比较不好理解,物理本来就是这样.我就从最简单的自由电子气体模型来解释....

武义县19267816355： 费米能级是什么? - ？
辛春石椒：[答案] 如果一个能带中的某一个能级的能量设为E,则该能级被电子占据的概率是符合一个函数规律的即为f(E),f(E)称为费米函数. 当f(E)=1/2时,得出的E的值对应的能级为费米能级. 一般近似的认为费米能级一下的能级都被电子所填充.

武义县19267816355： 【求助】请问什么是真空能级,和费米能级有什么区别? - ？
辛春石椒： 没有真空能级.费米能级是温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级.常用EF表示.对于固体试样,由于真空能级与表面情况有关,易改变,所以用该能级作为参考能级.电子结合能就是指电子所在能级与费米能级的能量差. 对于金...

武义县19267816355： 什么是费米能级? - ？
辛春石椒： 我尽量简要地和你解释一下:如果一个能带中的某一个能级的能量设为E,则该能级被电子占据的概率是符合一个函数规律的即为f(E),f(E)称为费米函数.当f(E)=1/2时,得出的E的值对应的能级为费米能级.一般近似的认为费米能级一下的能级都被电子所填充.

武义县19267816355： 什么是fermi能级?麻烦通俗一些的解释 - ？
辛春石椒：[答案] 费米子,比如电子,在绝对0度时动量空间中,会处在能量最低的地方,但是由于泡利不相容原理,每个态只能以有1个电子,所以电子是从最低能量逐步填上来的,而不是全都挤在最低能级,当填了所有电子之后,电子在动量空间分布成一个球,叫...

武义县19267816355： 费米能级指被电子占据几率为1/2的能级,其处于价带和导带之间.可中间不是禁带吗,怎么会有电子占据啊?前提条件:在半导体物理中,处于本征或低掺杂... - ？
辛春石椒：[答案] Fermi分布表示的是电子占据可能状态的几率.比Fermi能级高的可能状态被占据的率小于1/2,低于Fermi能级的可能状态被占据几率大于1/2,与Fermi能级相同能量的可能状态被占据的几率等于1/2.对于本征或低掺杂半导体,导带能级的占据几率实际...

武义县19267816355： 什么是费米能、费米能级、费米速度、费米半径、费米动量? - ？
辛春石椒：[答案] 费米能:根据量子力学理论,具有半奇数自旋量子数(通常为1/2)的费米子,如电子,遵循泡利不相容原理,即一个量子态只能被一个粒子所占据.因此,费米子在能级中的分布遵循费米-狄拉克分布.一个由无相互作用的费米子组成...

武义县19267816355： 费米能级是什么？
辛春石椒： 固体中,第一布里渊区内,电子填充的的最高能级,也叫化学势.

武义县19267816355： 能用通俗的语言解释“费米能级”吗?通俗的,不要现在一百度就知道那些:电子占据概率1/2.被这个概率弄得很糊涂,本人水平很一般,一直在意这个半导... - ？
辛春石椒：[答案] 先说下公式,费米分布f(E)=1/(1+exp((E-Ef)/kT),Ef指的就是这么一个位置,小于这个位置高度(能级),占据的概率是1/2,很显然,Ef就是一个等分点,类似于Ei占EG的中线一样. E就是一个动点,指的是低于这个E下,被占据的概率,打个比方说,...