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¿Qué es el nivel de Fermi en semiconductores? Definición

El nivel de Fermi es la superficie del mar de Fermi en el cero absoluto, donde ningún electrón tendrá suficiente energía para elevarse por encima de la superficie. Nivel de Fermi en semiconductores

Banda de valencia - Banda de conducción - Brecha de bandaEn física del estado sólido, la banda de valencia y la banda de conducción son las bandas más cercanas al nivel de Fermi y, por lo tanto, determinan la conductividad eléctrica del sólido. En los aislantes eléctricos y semiconductores, la banda de valencia es el rango más alto de energías electrónicas en el que los electrones están normalmente presentes a la temperatura del cero absoluto. Por ejemplo, un átomo de silicio tiene catorce electrones. En el estado fundamental, están dispuestos en la configuración electrónica [Ne] 3s 2 3p 2 . De estos, cuatro son electrones de valencia., ocupando el orbital 3s y dos de los orbitales 3p. La distinción entre las bandas de valencia y conducción no tiene sentido en los metales, porque la conducción ocurre en una o más bandas parcialmente llenas que adquieren las propiedades de las bandas de valencia y conducción.

Nivel Fermi

El término «nivel de Fermi» proviene de las estadísticas de Fermi-Dirac , que describen una distribución de partículas sobre estados de energía en sistemas que consisten en fermiones (electrones) que obedecen al principio de exclusión de Pauli . Dado que no pueden existir en estados de energía idénticos, el nivel de Fermi es el término utilizado para describir la parte superior de la colección de niveles de energía de electrones a thermodynamics/thermodynamic-properties/what-is-temperature-physics/absolute-zero-temperature/»>la temperatura del cero absoluto . El nivel de Fermi es la superficie del mar de Fermien el cero absoluto, donde ningún electrón tendrá suficiente energía para elevarse por encima de la superficie. En los metales, el nivel de Fermi se encuentra en la banda de conducción hipotética que da lugar a electrones de conducción libres. En los semiconductores, la posición del nivel de Fermi está dentro de la banda prohibida, aproximadamente en el medio de la banda prohibida.

References:

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Ver también:

Propiedades de los semiconductores [ / lgc_column]

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