質問: フェルミ準位について教えてください 私の持っている資料にフェルミ準位についてこう書かれていました。 「電子が絶対零度で存在することができる最大エネルギーをフェルミエネルギーと言う」 また教科書には 「フェルミ準位よりも下に位置する準位には電子が存在し、この上にある準位には電子がないようなものと考えて良い」 この考えで、真性半導体についての説明をんで混乱しました。 「価電子帯のすべての準位は電子で満たされている。従って絶対零度における電子の存在確率は価電子帯で1、伝導帯で零となり、存在確率が1/2となる。すなわちフェルミ準位は価電子帯と伝導帯の間に位置することになる。」 以下に教科書の図を示します(手書きで申し訳ありません) ecとevの間は禁制帯で電子が存在できないはずなのに、図を見ると、禁制帯の間にフェルミ準位があります。 上の教科書の説明からいくと、efとevの間には禁制帯ながら、電子が存在できることになりますが.....これはどういうことでしょうか? このまま読み進めた結果pn接合のところでさらに混乱してしましました。 長くなってしましましたが、回答宜しくお願いします
回答: #1,2様の回答とは別に、少し違うアングルで。 フェルミディラック分布は、「電子の居場所がそのエネルギーレベルにあるとして」その居場所を電子が埋める確率を示すもの。この確率が五分五分となるエネルギーレベルがフェルミレベル。 「そこに電子の居場所があるか」はまた別の話。禁制帯には電子は安定的に存在できない、すなわち電子の居場所はない。これはフェルミディラック分布とは全然別の事情で定まるもの。