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。

调节半导体催化剂的费米能级和逸出功可以通过改变半导体催化剂的化学组成来实现，例如改变半导体催化剂中的金属元素或不同的元素的组成比例，可以改变半导体催化剂的费米能级和逸出功，从而调节其反应过程。根据查询相关公开信息显示，它还可以通过改变半导体催化剂的晶体结构、表面形貌和表面活性剂的掺杂等方式调整其费米能级和逸出功。

两个导电的物体（导体或者半导体）相互接触并且达到热平衡，它们的费米能级就相等。可以这样理解这个事实：热平衡的物理意义是动态的平衡，就是说，一个方向的电子到空穴的迁移速率等于另外一个方向的电子到空穴的迁移速率。而电子和空穴的数目则由费米狄拉克分布和状态分布决定。假设两边的费米能级不相等，那么由于费米狄拉克函数的影响，两边相应的电子空穴的状态数目必然达不到平衡，一定有一个方向的迁移大于另外一个方向的迁移，而这个迁移就会反过来影响费米能级使得两边的费米能级的差别缩小，而最终达到动态的平衡。也可以说是费米能级表示了电子状态的平均填充水平，由于电荷守恒，MOS管中有外电压时，也存在电荷的漂移和扩散，从而导致费米能级相同。

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