索末菲展开对二维电子气体费米能级求解的有效性分析

索末菲展开是固体物理学中讨论自由电子气体性质的重要方法,二维电子气体是金属自由电子气体的一个特例,目前受到了科研工作者的广泛关注.利用严格求解和索末菲展开近似求解两种不同方法对二维电子气体的费米能级进行了计算,同时对两种方法进行比对.分析发现,如果气体温度较低,索末菲展开近似引起的误差较小,阐述了索末菲展开方法的有效性和使用条件.该研究将对学生深入理解固体物理学中相关知识内容有所帮助.

金属电极电位与费米能级的对应关系

通过计算机编程,建立了几种典型金属的原子团晶体模型.应用实空间Recursion方法,计算了这几种金属在纯净状态下的费米能级与电子态密度.由此得出随着金属的费米能级的升高,其电极电位会随之下降.而电子局域态密度分布在高能区的金属易失去电子,进行氧化反应.

线性化AlGaN/GaN HEMT费米能级与二维电子气密度关系的解析模型

通过化简复杂非线性的费米能级EF与二维电子气密度ns关系,并利用化简后函数的一阶泰勒多项式建立了线性化AlGaN/GaN HEMT中EF与ns关系的解析模型。该模型可以根据二维电子气密度ns的范围及温度计算EF与ns非线性关系之线性近似的参数斜率a和截距EF0。计算结果表明,所述模型的线性EF-ns计算结果对非线性精确解近似效果较好,且基于该模型计算的ns-VG曲线与实验数据符合良好。

混合杂质半导体费米能级公式及数值计算

利用电中性条件,结合电子和空穴浓度计算式,推导出了当施主和受主同时存在时,费米能级的计算式,并且根据实际应用条件作了讨论,推导了各种条件下的费米能级计算公式。对于推导出来的隐式方程式,利用了数据计算方法进行计算。最后讨论了单一杂质半导体的费米能级公式。对所推导出来的材料,先进行计算机数值计算,再与实验结果进行比较,结果发现,计算值与实验值吻合的很好,从而说明了理论的正确性。在具体的实际应用中,根据自己的实验情况,结合推导条件,选择出适合自己实验条件的费米能级公式加以应用。

Matlab在计算半导体费米能级和载流子浓度中的应用

介绍了一种新的利用Matlab软件绘图功能的图解法计算费米能级以及载流子浓度的方法 ,这种方法舍弃了传统的繁琐的数值计算及计算机编程 ,具有简单、方便、直观等特点 .

一种由自由电子能带模型计算费米能级的方法

对面心立方 (fcc)、体心立方 (bcc)和六角密堆积 (hcp)三种不同结构的晶体 ,在假设它们的原胞中包含8个价电子并将价电子近似为自由电子的情况下 ,采用“自由电子气理论”和“自由电子能带模型” ,研究其根据费米球确定的费米能级EF 与根据自由电子能带模型计算的平均键能Em。研究结果表明 ,由自由电子能带模型计算所得 3种不同结构晶体 (因而电子密度也不一样 )的平均键能Em 等于各自自由电子系统的费米能级EF。平均键能Em 是我们在异质结带阶理论计算中建议的一种参考能级 ,研究结果在深化对平均键能Em 物理实质认识的同时 ,提供了一种借助于自由电子能带模型计算自由电子系统费米能级EF 的新方法。

自由电子能带模型中的平均键能与费米能级

根据半导体自由电子能带模型，采用能带本征值的布里渊区求和而得到费米能级的方法，其结果有助于了解异质结带阶理论计算中所采用的参考能级“平均键能 Ｅｍ”

半导体/液结费米能级钉着的理论分析

在半导体/金属接触的肖脱基结理论和半导体/溶液界面结构的 Gerischer-Nozik模型的基础上,推导出半导体/液结势垒高度的关系式,并定量地分析无表面态和高密度表面态两种极限情形中的势垒高度。结果表明前者决定于半导体的亲合能和氧化还原对的电位,后者不随氧化还原对的电位和外加电位而变化,费米能级钉着在表面态。n-GaAs 电极的光电效应和电反射效应的实验结果证明理论分析的合理性。

Oxide/GaAs的费米能级钉扎效应

用表面光伏方法研究了N-GaAs(100)在21～320K温度范围内的表面势V_、表面费米能级R_的温度性质和费米能级钉扎效应,得到Oxide/N-GaAs(100)系统的费米能级钉扎位置为E.+0.75eV,并通过与已有工作的比较指出GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的费米能级钉扎位置应与晶面取向无直接联系。

基于间接跃迁模型的p^+-GaAsSb费米能级研究

重p型掺杂GaAsSb广泛应用于InP HBT基区材料,重掺杂影响GaAsSb材料的带隙和费米能级等重要参数,这些参数对设计高性能HBT起着关键作用。本文通过间接跃迁模型研究了p+-GaAsSb材料的荧光性质,以及费米能级与Sb组分的关系。由于费米能级与空穴有效质量mh和空穴态密度nh存在函数关系,我们通过荧光测量并计算了空穴有效质量mh和空穴态密度nh,研究结果表明mh和nh共同主导了费米能级的变化。

自由电子能带中的平均键能与费米能级

根据半导体自由电子能带模型 ,文中在面心立方 (fcc)晶体、体心立方 (bcc)晶体和 6角密堆积 (hcp)晶体中研究自由电子能带的平均键能 Em 和费米能级 EF 的关系 ,并得出自由电子能带的平均键能 Em 相当于费米能级 EF 的研究结果。其结果有助于了解平均键能 Em 的物理实质 ,同时也为自由电子系统提供一种通过自由电子能带计算费米能级 EF(或费米半径 k F)

单一杂质半导体费米能级的普适公式

利用电中性条件，导出了掺单一杂质半导体费米能级的普适公式。

Schottky势垒中的电中性能级、平均键能和费米能级

基于第一原理赝势能带计算,采用电中性能级和平均键能方法计算了7种不同半导体的Schottky接触势垒高度,结果表明2种方法都可用于计算金属 本征半导体的接触势垒高度.文中用于确定接触势垒高度的"本征半导体基态费米能级ESF,i"不同于半导体物理中所指的"本征费米能级Ei".n型半导体接触势垒、p型半导体接触势垒和本征半导体势垒,三者在接触界面附近的费米能级都是"钉扎"于本征半导体基态费米能级ESF,i,是此三者的接触势垒高度大致相同的原因.

金属-半导体超晶格中的金属费米能级和半导体平均键能

为了进一步了解在金属-半导体接触势垒高度计算中采用半导体平均键能Em作为参考能级的合理性,本文在金属-半导体超晶格的LMTO-ASA能带计算中,引用“冻结势”方法,计算了(Ge2)4(2Al)6(001),(Ge2)4(2Au)6(001),(Ge2)4(2Ag)6(001),(GaAs)4(2Al)6(001),(GaAs)4(2Au)6(001)和(GaAs)4(2Ag)6(001)等超晶格金属-半导体界面两侧的金属费米能级EF(M)和半导体平均键能Em(S).研究发现,在超晶格的金属-半导体界面两侧,金属的费米能级EF(M)与半导体的平均键能Em(S)几乎处于同一能量水平线上,Em(S)≈EF(M),也就是EF(M)与Em(S)在界面两侧相互“对齐”.因此,在理想金属-半导体接触的势垒高度理论计算中,采用半导体平均键能Em作为参考能级,可以获得比较可靠的计算结果.

用正电子湮没多普勒增宽谱测量金属中电子的费米能级

高校中不少实验室具有半导体探头能谱仪，可扩展用作正电子湮没多普勒增宽谱仪。

金属/Ⅲ-Ⅴ族半导体界面费米能级的位移

本文详细地叙述了金属/GaAs和金属/GaSb界面,在极低复盖度(亚单层至几个单层)下的费米能级位移的实验结果,并应用缺陷能级密度随金属复盖度的增加而增加的模型进行理论计算,计算结果与实验曲线相吻合。

扩散极限下n型半导体的晶界附近的准费米能级

本文由受主缺陷扩散层模型详细计算了扩散极限下晶界附近的准费米能级的空间变化。对ｎ型半导体费米能级的变化几乎全部落在负偏向的晶界附近的较小的范围内。在受主缺陷扩散层中费未能级的变化是线性的。晶界和正偏向晶粒的费未能级只差一个ｋＴ数量级的值，受主缺陷扩散层存在并不改变该值和外加电压的关系但系数增大。

通过改变费米能级钉扎效应制备6H-SiC欧姆接触的特性研究

作者通过氧化、刻蚀和沸水处理的方法 ,在n型 6H SiC的C面上制备了线性较好的欧姆接触 .作者对C面和Si面的欧姆接触的退火特性进行了比较和研究 ;并对形成欧姆接触的物理机理进行了讨论 ,研究了这种欧姆接触在大密度电流下的特性 .

费米能级的物理化学性质探讨

本文阐述了费米能级的物理性质,并以统计物理学基本知识证明了费米能级的化学性质,提出了证明 E_F=μ_c^-=(■)_(T,P)的一种简明、易懂的方法。

费米能级之近似计算

在研究费米子系统的问题时，有一表示化学势与费米能级之间关系的近似等式：应用此式处理问题往往可使计算大为简化．本文重点讨论了该式的具体适用范围．经计算表明，对自然界已发现的金属元素的自由电子气体，直至它们的熔点以下，上式均有高度近似性．而对费米化学气体则只在极低温度时上式才成立，但那时有的气体已经液化了．文中还举例说明了应用该式处理问题的优越性．