非简并性系统和简并性系统的区别

如果学过量子力学、热力学与统计物理的话，简并与非简并就很好理解了

简并有两种：①能级的简并、②状态的简并，半导体中的简并具有这两方面的意义（但是一般半导体基础的书上只将第二个作为定义），简单来说：

能级的简并就是微粒运动状态不同，但是能量（能级）一样；非简并就是每个不同运动状态的微粒具有不同的能量。

量子力学中，解薛定谔方程能够得到一些相应的量子数，这些量子数能描述微粒的运动状态，比如：氢原子中的电子有：主量子数n、角量子数l、磁量子数m、自旋量子数s、自旋磁量子数ms(s是下标)，拥有不同量子数的电子说明运动状态不同。在没有外加磁场的情况下，电子的能量只和n有关，而和其他4个量子数无关，但是同一个n下有n²种运动状态（量子力学或者原子物理中的相关结论），我们就说能级En是n²度简并的，表示同一个能级En下电子最多可以有n²种运动状态。

对于线性谐振子来说，n与能级是一一对应的，所以线性谐振子是非简并系统。

需要指出的是，有些简并能级在特殊情况下会变为非简并的，比如电子在磁场中由于磁量子数的变化，能级会分裂（塞曼效应）。

状态的简并就是同一运动状态可以容纳很多微粒的系统，非简并就是每一个状态与微粒都一一对应的系统。

在统计物理中，根据微观系统的状态数，可分为三种系统：玻尔兹曼系统、费米系统、波色系统。前两个就是对应于简并与非简并的系统；波色系统更加特别，主要是自旋量子数为零的粒子（比如光子）构成的系统。去年（2013年）诺贝尔物理学奖研究的“上帝粒子”就是一种波色子。

对于半导体，简并与非简并的特性主要表现在导带底Ec与费米能级Ef大小关系上，人们一般约定：

Ec-Ef<=0 简并，这需要掺杂浓度很高很高，或者温度很低，一般的金属都是简并材料；

0<Ec-Ef<=2KT 弱简并，有时弱简并态也归为非简并态；

Ec-Ef>2KT 非简并，这时费米能级一般在禁带中间左右。

本征半导体的费米能级就是在禁带中间，即Ef=1/2(Ec-Ev)

以上纯属自己观点，本人也正在学半导体物理基础，只不过学过理论物理四大力学，另外，参考http://wenku.baidu.com/link?url=SxqQD_H-big93aq6Pyeo_TSOS2j91WDOgeyVKCijbwmR-pWpMDzgYRYc1jwMFzOycvU57gwZWedc5uSdNXKdjWq9vmwWMq11tE1CyLDxzH7

我将其中的2、3、点归为状态的简并。

需要固体物理的知识：

费米能级(电子的分布) -- 能带(晶格原子对势场分布的影响)

最后要弄懂载流子就是空穴和电子

需要统计物理：

玻尔兹曼分布 -- 费米分布

要知道简并， 非简并时该用什么分布

剩下的半导体物理全都是简单的积分。算来算去无非就是算载流子浓度的变化。延伸一下就是电流密度，电容.....

如果你没学过固体物理，那么第一章直接跳过。用baidu弄懂费米能级 -- 能带 -- 空穴 -- 电子这四个概念。然后从第二章开始学，其实就是统计积分----不过，这样会很累。

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