Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Fermi

Qualcuno saprebbe dirmi cos'è esattamente il livello di Fermi nei semiconduttori
?
Grazie

 Grazie
Provo a spiegartelo in poche parole... probabilmente ci sara' qualcuno
che te lo potra' spiegare meglio. Se si risolve l'equazione di
Schrodinger per un reticolo  come quello dei semiconduttori, si scopre
che gli elettroni hanno delle bande di energia in cui possono essere
presenti e delle bande dove invece avviene il contrario. Allo zero
assoluto (-273 gradi C e rotti) il valore di potenziale che gli
elettroni non possono superare si chiama potenziale di Fermi e si situa
in una banda proibita. A temperatura ambiene gli elettroni hanno una
data probabilita' di trovarsi al di la' del potenziale di Fermi, nella
prossima banda "concessa" che prende il nome di banda di conduzione (la
banda al di sotto del potenziale di Fermi prende il nome di banda di
valenza. La probabilita' di trovare un elettrone al di la' del
potenziale di Fermi segue la legge di Fermi-Dirac. Quello che e'
importante capire e' che drogando il semiconduttore si puo' spostare il
potenziale di fermi e ottenere delle conduzioni differenti.
Il potenziale di Fermi e' presente anche nei conduttori e negli isolanti
(il conduttore non possiede bande proibite, mentre l'isolante l'ha
troppo grande).
E' comunque un discorso lungo e complicato se non se ne e' mai sentito
parlare.
Ciao
Scola

In 
8524cb83.0201...@posting.google.com
, Boltz,


In generale quando consideri un sistema di fermioni identici (p.e.
elettroni) e i suoi livelli energetici, ogni livello non può essere occupato
da più di un fermione, per il principio di esclusione; immaginando di
collocare ad uno ad uno gli elettroni, essi cominceranno ad occupare i
livelli di energia più bassa ma sempre uno per livello (stati non degeneri),
come nello schema:
*
------ E=E(fermi)
*
------
*
------
*
------ E=0
Il livello di Fermi é l'ultimo livello occupato.
GDC

 L'ultimo livello occupato.
Questa e' una possibile definizione di livello di Fermi, pero'
nessuno finora ha detto che nei semiconduttori intrinseci (e
negli isolanti) il livello di Fermi a rigore *non esiste*.
Infatti una definizione alternativa sarebbe "il livello di Fermi
e' il primo livello non occupato", e qualora ci sia un gap di
energia tra le bande occupate e quelle non occupate queste due
definizioni non coincidono.
Fisicamente questo vuol dire che tutta una serie di proprieta'
che sono connesse con l'esistenza di una superficie di Fermi si
verificano solo nei metalli. Il concetto che piu' si avvicina a
quello di livello di Fermi in un semiconduttore o isolante e' il
potenziale chimico a T=0, che si trova in mezzo al gap di energia
(e quindi non coincide con il livello di energia piu' alto tra
quelli occupati).
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

Enrico SMARGIASSI ha scritto:

Hai perfettamente ragione, tra l'altro credo che il livello di Fermi sia più
precisamente, anche nei conduttori, il potenziale chimico allo 0 assoluto.
La mia voleva essere una spiegazione più semplice (sebbene imprecisa).
Ti chiedo una cosa, conosci valori tipici della temperatura di Fermi per un
sc intrinseco, tipo silicio, e per un isolante?
T(fermi)=energia(fermi)/kB
Ovviamente la domanda é estesa al NG
Ciao

 sc intrinseco, tipo silicio, e per un isolante?
Non sono sicuro di cosa intendi dire. Non hai appena ammesso che
in un semiconduttore l'energia di Fermi a rigore non esiste? Che
io sappia la Tf nei semiconduttori ed isolanti non viene
definita. Sarebbe peraltro inutile: in questi materiali le
proprieta' elettroniche sono determinate da altri parametri (gap
masse efficaci ecc..).
