半导体中电子状态用什么函数来描述,其物理意义是什么?

费米分布函数,就是那个抛物线的图像,F（E）=1/[1+exp((E-Ef)/kt)]

这是一个概率分布,当能量为跟Ef一样的时候,刚好就是分布概率为二分之一,所以你知道E就好了,但是导带和价带是不一样的,你最好还是看看书吧说起来很复杂.

费米能级Ef

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.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.

费米子可以是电子、质子、中子（自旋为半整数的粒子）

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.

费米能级在半导体物理中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.

半导体(Semiconductor)是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质，其电导率容易受控制，可作为信息处理的元件材料。

从科技或是经济发展的角度来看，半导体非常重要。很多电子产品，如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息。

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

硅基半导体自旋量子比特以其长量子退相干时间和高 *** 控保真度，以及与现代半导体工艺技术兼容的高可扩展性，成为量子计算研究的核心方向之一。

锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，叫做半导体。半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件（热敏电阻）；利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，像光电池、光电管和光敏电阻等。半导体还有一个最重要的性质，如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管等。把一块半导体的一边制成P型区，另一边制成N型区，则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层，一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用（用黑色箭头表示）。中间部分为PN结的形成过程，示意载流子的扩散作用大于漂移作用（用蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场的方向）。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。

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