为什么n型半导体中重掺杂会使费米能级进入导带

首先要知道什么是费米能级,它表示什么.楼主也要明确一个概念,你所说的费米能级是掺杂费米能级,而不是本征费米能级.

（本征）费米能级以下,被电子占据的几率为50%,当你掺杂时,载流子电子增多,费米能级向导带移动,（通俗得想,电子多了,原来本征费米能级以下的地方还能够用吗?自然需要更多的空间,此空间是能量空间,不是我们通常认识的几何空间）,移动后的费米能级就是掺杂费米能级,而本征费米能给是不动的.

当掺杂越来越多,掺杂费米能级就越长越高,最后接近甚至进入导带,也就是常说的简并~

当掺杂P杂质时,掺杂费米能级将向价带移动.

①Si和GaAs半导体的Fermi能级与掺杂浓度的关系见图1 。

对于n型半导体，因为掺入的施主越多，导带电子的浓度就越大，相应地少数载流子——空穴的浓度就越小，则Fermi能级也就越靠近导带底。对于p型半导体亦然，掺杂浓度越高，Fermi能级就越靠近价带顶。当掺杂浓度高到一定程度时，甚至Fermi能级还有可能进入到导带或者价带内部。

②Si和GaAs半导体的Fermi能级与温度的关系亦见图2 。

因为当温度升高到一定程度时，不管是n型半导体还是p型半导体，它们都将转变成为（高温）本征半导体。从而，半导体中Fermi能级也将是随着温度的升高而逐渐趋近于禁带中央。即随着温度的升高，n型半导体的EF将降低，p型半导体的EF将上升。

此外，在图1和图2中也示出了半导体的禁带宽度（Eg=EC－EV）随着温度的变化状况。Si和GaAs等半导体的禁带宽度具有负的温度系数。

本征费米能级在0K时处于禁带中央，温度上升后会向导带底靠近，但如果禁带足够宽（比如硅，砷化镓等），导带底电子有效质量和价带顶空穴有效质量差别不是特别大，还是可以认为本征费米能级就是处于禁带中央，实际上和温度也有关，但研究半导体对过高的温度不感兴趣，故不做考虑。费米能级涉及到费米-狄拉克统计，只有在热平衡系统中存在，在热平衡系统中，可以通俗的认为0K下费米能级（也可以叫费米面）以下被电子占据的概率为1，以上为0，当然这不意味着费米面以下全是电子，必须有能级存在才可以，也就是说是否被电子占据还要考虑电子态密度。具体的概念以及计算方式需要参考固体物理

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