Qu'est-ce que le niveau de Fermi dans les semi-conducteurs

Le niveau de Fermi est la surface de la mer de Fermi au zéro absolu où aucun électron n’aura assez d’énergie pour s’élever au-dessus de la surface. Niveau de Fermi dans les semi-conducteurs

En physique du solide, la bande de valence et la bande de conduction sont les bandes les plus proches du niveau de Fermi et déterminent ainsi la conductivité électrique du solide. Dans les isolants électriques et les semi-conducteurs, la bande de valence est la plage la plus élevée d’énergies électroniques dans laquelle les électrons sont normalement présents à la température zéro absolu. Par exemple, un atome de silicium a quatorze électrons. A l’état fondamental, ils sont disposés selon la configuration électronique [Ne]3s²3p². Parmi ceux-ci, quatre sont des électrons de valence, occupant l’orbite 3s et deux des orbitales 3p. La distinction entre les bandes de valence et de conduction n’a pas de sens dans les métaux, car la conduction se produit dans une ou plusieurs bandes partiellement remplies qui prennent les propriétés des bandes de valence et de conduction.

Niveau de Fermi

Le terme « niveau de Fermi » vient des statistiques de Fermi-Dirac, qui décrivent une distribution de particules sur des états d’énergie dans des systèmes constitués de fermions (électrons) qui obéissent au principe d’exclusion de Pauli. Puisqu’ils ne peuvent pas exister dans des états d’énergie identiques, le niveau de Fermi est le terme utilisé pour décrire le sommet de la collection des niveaux d’énergie des électrons à la température du zéro absolu. Le niveau de Fermi est la surface de la mer de Fermiau zéro absolu où aucun électron n’aura assez d’énergie pour s’élever au-dessus de la surface. Dans les métaux, le niveau de Fermi se situe dans la bande de conduction hypothétique donnant naissance aux électrons de conduction libres. Dans les semi-conducteurs, la position du niveau de Fermi se situe dans la bande interdite, approximativement au milieu de la bande interdite.

Références :

Protection contre les radiations:

Knoll, Glenn F., Radiation Detection and Measurement 4th Edition, Wiley, 8/2010. ISBN-13 : 978-0470131480.
Stabin, Michael G., Radioprotection et dosimétrie : une introduction à la physique de la santé, Springer, 10/2010. ISBN-13 : 978-1441923912.
Martin, James E., Physics for Radiation Protection 3rd Edition, Wiley-VCH, 4/2013. ISBN-13 : 978-3527411764.
USNRC, CONCEPTS DE RÉACTEURS NUCLÉAIRES
Département américain de l’énergie, de l’instrumentation et du contrôle. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 sur 2. Juin 1992.

Physique nucléaire et des réacteurs:

JR Lamarsh, Introduction à la théorie des réacteurs nucléaires, 2e éd., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au génie nucléaire, 3e éd., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.
WM Stacey, Physique des réacteurs nucléaires, John Wiley & Sons, 2001, ISBN : 0-471-39127-1.
Glasstone, Sesonské. Ingénierie des réacteurs nucléaires : Ingénierie des systèmes de réacteurs, Springer ; 4e édition, 1994, ISBN : 978-0412985317
WSC Williams. Physique nucléaire et des particules. Presse Clarendon ; 1 édition, 1991, ISBN : 978-0198520467
GRKeep. Physique de la cinétique nucléaire. Pub Addison-Wesley. Co; 1ère édition, 1965
Robert Reed Burn, Introduction au fonctionnement des réacteurs nucléaires, 1988.
Département américain de l’énergie, de la physique nucléaire et de la théorie des réacteurs. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.
Paul Reuss, Physique des neutrons. EDP Sciences, 2008. ISBN : 978-2759800414.

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Voir également:

Propriétés des semi-conducteurs [ /lgc_column]

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