能级ED接近导带底,在常温下,除了本征激发外,杂质原子能级上的电子很容易激发到导带,使导带上的电子数大大增加,同时杂质原子成为带正电的离子。这种掺杂剂称为电子“施主”,这种掺杂的半导体称为n型半导体。第五族元素如P、As和Sb等是四价元素半导体Ge和Si的施主。?若杂质能级EA接近价带顶EV,则它们很容易捕捉价带上的电子成为负离子,同时在价带中留下空穴,从而使价带中的空穴数大大增加,半导体空穴的浓度大于自由电子的浓度。这种掺杂剂称为电子“受主”,这种掺杂半导体称为P型半导体,第三族元素B、Al、Ga、In、Ge和Si半导体的受主。Р没有完全离子化的电子施主和电子受主浓度分别为ND和NA,在n型半导体中n>>p,故有n0=ND,代入(5)可得到n型半导体的Fermi能级: ? Р同样在p型半导体中p0>>n0,p0=NA,代入(6)式可得p型半导体的Fermi能级:? А将(9)式代入(6)式可求出n型半导体中空穴的浓度:? ? А将(10)式代入(5)式可求出p型半导体中空穴的浓度:? ? А而且可以得出无论在本征半导体还是在n型半导体、p型半导体中都有n0p0=ni2(ni——本征载流子浓度)Р(9)Р(10)Р(11)Р(12)Р7.1.2 电解液的电子能级——绝对电极电位Р根据统计力学,一种物质的Fermi能级就是电子在这种物质中的化学位。溶液中虽然没有电子,但存在可以给出电子的还原剂以及可以接受电子的氧化剂。氧化还原电位的高低可以表示该氧化剂和还原剂接受电子和给出电子的能量的相对大小,因此也可以把它看作电子的化学位的一种量度。但氧化还原电位是相对某一参比电极测量的,金属和半导体中的Fermi能级测量是相对于真空的。要随溶液的电子能级与金属或半导体电极相比较,必须使氧化还原电位也以真空为标准。相对真空的电极值称为绝对电极电位,即Р一般取,这样溶液中的Fermi能级为:
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