Kvazi-Fermiho úroveň

Kvazi Fermiho hladina - energie využívaná ve fyzice pevných látek jako parametr Fermi-Diracova rozdělení při popisu koncentrace nerovnovážných nosičů náboje v polovodiči , které jsou způsobeny osvětlením nebo elektrickým proudem .

Když je polovodič v termodynamické rovnováze , distribuční funkce elektronů v energetických hladinách je popsána Fermi-Diracovým rozdělením . V tomto případě je Fermiho hladina definována jako energetická hladina , kde pravděpodobnost nalezení elektronu je 1/2.

V termodynamicky nerovnovážném systému (například vznikajícím při průchodu elektrického proudu polovodičem nebo při jeho osvětlení ) se mění plnění energetických hladin elektrony a dírami . Vzhledem k tomu, že doba relaxace elektronů v dílčích pásmech vodivostního pásma je mnohem kratší než jejich životnost , lze předpokládat, že elektrony jsou ve vodivém pásmu ve stavu termodynamické rovnováhy . Totéž platí pro otvory ve valenčním pásu. Kvazi-Fermiho hladina lze tedy považovat za označení termodynamické rovnováhy pro elektrony ve vodivém pásmu a pro díry ve valenčním pásmu . Je třeba zdůraznit, že při protékání proudu lze mluvit spíše o termodynamicky kvazirovnováze než o rovnovážném stavu .

Při absenci proudů a vnějšího osvětlení, tedy v termodynamické rovnováze , se kvaziúrovně elektronů a děr shodují.

Literatura