Fermi Dirac Dağılım Fonksiyonu

Distribûsyon fonksiyonan ji tenê taybetmendiyên tîrêmên nîştman da ku dike werazandina hejmara ku her partîkela dikarin joreyek energyek bêtirîn de bide. Wanem li Fermi-Dirac distribûsyon fonksiyon werdigire, tuhaf dibe ku hewce ne dike danasîna çawa dikarin fermion bi joreyek energyek bêtirîn an atom (her û dabeş ji bo malpera “Atomic Energy States”). Lî Feyermîan, fermionan dike wan derbarê elektronên atom ku ji spin ½ ne, bi serbixoyek Pauli'ye.

Nîşaneyî Fermi-Dirac Distribûsyon Fonksiyon

Di navçeyên wek elektronikeyê de, yek faktor tevahî ye ku pirî rastîne e ku şebikariya materialan. Eza hilbera materiala vê xusaya dike rêzik elektrotonên ku ji bo şebikariya elektrikê belaş da.

Bi serbixoyek teoriya bendanên energy (di malpera “Energy Bands in Crystals” de malpera bikin), ên elektronên ku bendanên şebikariya materiala berdestkirin. Ji ber vê yekê, bi serbixoyek şebikariya mekanîzmê, piştgiriya karnêşên di bendanên şebikariyê de hate gihîstin.

Fermi-Dirac Distribûsyon Teqnîn

Berserkî, rengda ku elektron di joreyek energyek E de di duzeyek T de bike, were teqnîn kirin

Ji ber,

ji Boltzmann constant
T ji duzeyek mutlak
Ef ji Fermi level an Fermi energy

Niha, bige hewce ne dike danasîna Fermi level. Ji bo vê amade, bisekin

li teqnîn (1). Bi vê yekê, hine,

Vê ji ber ku Fermi level ji duzeyek ku elektron dikare 50% demê be.

Fermi Level di Semikonduktorên de

Intrinsic semikonduktor ji bo semikonduktorên pêşîn û paşîn dike, ku tune xasen dike rêzik hole ya wê ji rêzik elektron. Vê ji ber ku wan Fermi-level li navenda miyan bendanên şebikariya û valence band (wê ji Figure 1a).

Niha, di navçeyên n-type semikonduktor de, hewce ne dike rêzik elektron zêde be. Vê ji ber ku rêzik elektron li karbanda şebikariya zêde be. Ji ber vê, materialan Fermi-level li karbanda şebikariya (Figure 1b) de ne.
Bi serbixoyek, hewce ne dike Fermi-level di navçeyên p-type semikonduktor de li karbanda valence band (Figure 1c) de. Ji ber vê, materialan elektronan tune xasen, ji ber vê rêzik hole li karbanda valence band zêde be.

Tevirî Duzeyek di Fermi-Dirac Distribûsyon Fonksiyon de

Li T = 0 K, elektronan energyên bihêran din, ji ber vê bendanên energyên bihêran bide. Bendeka energyê ya herî bilind di vê bendanên bêtirîn de Fermi-level namekînin. Vê ji ber ku bendanên energyê li vir Fermi-level tune elektronan bêtirîn. Ji ber vê, hine step function dike Fermi-Dirac distribûsyon fonksiyon (Figure 2).
Lê, ji ber dizekina temperature, elektronan energyên zêde din, ji ber vê bendanên energyê li vir Fermi-level bide. Ji ber vê, li temperatureyan bihêran, tune bendanên bêtirîn û bendanên tune bêtirîn destgerandin (Figure 2).

Bilavêj: Respekt bidin mala ewal, malperên xweş bikin, ji kerema xwe ger çawd bikin lîst bikin.