为什么半导体的费米能级比金属高

半导体费米更加活跃。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体的费米能级比金属高，是因为半导体的费米更加活跃。通常导体材料中电子的费米波长为35nm，金属材料其尺寸小于2nm。费米波长，即费米面附近的德布罗意波长，说的通俗一点，费米面就是固体中运动状态满足一定条件的电子的集合。

半导体电子费米波长要比金属内更长。半导体费米能级要高于金属费米能级，一般而言半导体材料中电子的费米波长大约为35nm，金属材料其尺寸大小一般小于2nm。费米波长，即费米面附近的德布罗意波长，说的通俗一点，费米面就是固体中运动状态满足一定条件的电子的集合。

导体和半导体区别是：

通俗的说：金属作为导体是没有禁带这一说的，电子可以随意的在其中传输。但半导体不同，本身有一个势垒，电子必须要吸收能量后才能在其中传输。半金属是说它是一种半导体，但势垒很小，电子很容易就可以被激发。

打个不恰当的比方，想象电子是个球，往前运动。金属就是一个平地，半导体是个高台，绝缘体是这个高台顶天了，半金属是这个高台只有薄薄的一层。二者的区别还是来自于能带结构的不同。根据能带理论。

根据价带与导带之间的间隔从窄到宽，固体可以依次分为金属、半金属、半导体和绝缘体。对于半导体和绝缘体，导带和价带之间的间隔相对较大，使得费米能级附近电子的态密度等于零，称为带隙。先说半导体。

这个概念没什么疑议，即价带和导带之间存在带隙，一般在1～3eV，通过热激发或者施加外电场可以使电子从价带跃迁至导带。半金属，在英文中对应两个侧重点不同的词，semimetal和half-metal。

半金属（semimetal）是指价带和导带之间相隔很窄的材料。由于导带和价带之间的间隔十分小，使得费米能级附近电子的态密度接近于零。半金属（half-metal）是指对于自旋为某一方向的电子表现为导体。

但是对于自旋为另一方向的电子表现为半导体或绝缘体的材料。所有半金属都是铁磁性或亚铁磁性的，但是大多数铁磁性或亚铁磁性的材料都不是半金属。许多已知的半金属都属于氧化物、硫化物或赫斯勒合金。

有人建议把half-metal翻译成“半极性金属”（或“半极金属”）以示与semimetal的区别，但文献中大多依旧两种都称作半金属。传张能带图，有助于理解。

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