场效应 化学中的场效应Field effect记作 F是指通过空间的分子内静电作用即某取代基在空间产生一个电场它对另一处的反应中心发生影响场效应与诱导效应是相似的概念因此常常较难区分不过场效应是通过空间而非原子链产生的故有些情况下可以通过选取有合适结构的有机分子将这两种效应区分开来 物理中的场效应 是指细电线与金属薄片间的电场使空气离子化使得带电粒子发生相互吸引或排斥产生风的流动可以利用其现象产生推力类似于飞机机翼排气产生升力 场效应半导体 在物理学中场效应指的是使用外加的电场改变材料的导电性 在金属中由于有大量电子移动抵消外加电场外加的电场能使金属表层的电荷分布发生改变然而在半导体中正负电荷的密度较低无法完全抵消外加电场所以外加电场会在半导体材料表面附近改变材料的导电性这被称为场效应场效应应用于肖特基二极管场效应晶体管主要指的是MOSFETJFET和MESFET 表面的导电性和能带弯曲 在外加电场的作用下接近半导体表面一定深度下的电子能级发生改变这导致了材料表面的导电性发生改变也使得材料表面区域的电子能占有的能级发生变化这种效应具有代表性的表征方式是能带弯曲图能带弯曲图表征了材料表面的能带边界Ef Ec Ev与进入材料深度x之间的关系 如右图所示一个典型的能带弯曲图为了简化能带中的能量单位是eV电压的单位是V避免了引入参数q作为单位电荷右图中显示的是一个双层结构左边是绝缘体层右边是半导体层一个使用类似结构的例子是MOS电容一个双端的结构一边是金属栅极端一边是半导体材料比如硅端中间夹着一层绝缘层比如氧化硅右图中左边的子图显示出了导带的最低能级Conduction Edge和价带的最高能级Valence Edge这些能带在外加电压V的作用下发生弯曲依照习惯图中显示的是电子的拥有能量所以一个正电压作用于半导体材料会使材料表面的能带向下弯曲虚线表示的是能级占有情况费米能级Ef低于Ef倾向于被电子占领导带在外加电压作用下向下弯曲更加接近Ef表明在接近绝缘层的地方导带中存在更多的电子