金属和半导体的功函数是如何定义的?半导体的功函数与哪些因素有关

金属和半导体的功函数是如何定义的?半导体的功函数与哪些因素有关,第1张

把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。功函数的大小通常大概是金属自由原子电离能的二分之一。同样地将真空中静止电子的能量与半导体费米能级的能量之差定义为半导体的功函数。功函数的单位:电子伏特,eV功函数(work function)又称功函、逸出功,在固体物理中被定义成:把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。 真空能级:电子达到该能级时完全自由而不受核的作用。 功函数:真空能级与费米能级之差。

功函数的差别是基本因素。不同材料(甚至液体-固体,液体-液体)之间的接触势垒都可以根据其功函数差来确定。

半导体的功函数是Fermi能级与真空自由电子能级的差,同一种半导体的p型材料与n型材料接触时,因为n型半导体的功函数小于p型半导体,所以电子将向p型一边转移....形成pn结势垒。

对于同一种材料(譬如n型Si和p型Si),也可以由载流子浓度的差别来考虑,但是最基本的还是功函数差。

但是,对于不同种类半导体的接触,不管它们之间的载流子浓度差别有多大,也必须由功函数差来确定其势垒;这时就有可能电子从浓度低的一边转移到浓度高的一边。

半导体的功函数等于真空中自由电子的能量与Fermi能级之差。因此通过测量半导体热发射电流与温度的关系即可得到功函数。

禁带宽度可以有多种方法来测量,例如测量电阻率与温度的关系即可得到禁带宽度。


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