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O que é o nível de Fermi em semicondutores – Definição

O nível de Fermi é a superfície do mar de Fermi no zero absoluto, onde nenhum elétron terá energia suficiente para subir acima da superfície. Nível de Fermi em semicondutores

Faixa de Valence - Banda de Condução - Lacuna da BandaNa física do estado sólido, a banda de valência e a banda de condução são as bandas mais próximas do nível de Fermi e, assim, determinam a condutividade elétrica do sólido. Nos isoladores e semicondutores elétricos, a banda de valência é a faixa mais alta de energias eletrônicas na qual os elétrons estão normalmente presentes na temperatura zero absoluta. Por exemplo, um átomo de silício possui quatorze elétrons. No estado fundamental, eles são organizados na configuração eletrônica [Ne] 3s 2 3p 2 . Destes, quatro são elétrons de valência, ocupando o orbital 3s e dois dos orbitais 3p. A distinção entre as bandas de valência e de condução não tem sentido nos metais, porque a condução ocorre em uma ou mais bandas parcialmente cheias que assumem as propriedades das bandas de valência e de condução.

Nível Fermi

O termo “nível de Fermi” vem das estatísticas de Fermi-Dirac , que descrevem uma distribuição de partículas sobre os estados de energia em sistemas que consistem em férmions (elétrons) que obedecem ao princípio de exclusão de Pauli . Como eles não podem existir em estados de energia idênticos, o nível de Fermi é o termo usado para descrever o topo da coleção de níveis de energia eletrônica na temperatura zero absoluta . O nível Fermi é a superfície do mar Fermino zero absoluto, onde nenhum elétron terá energia suficiente para subir acima da superfície. Nos metais, o nível de Fermi está na banda de condução hipotética, dando origem a elétrons de condução livre. Nos semicondutores, a posição do nível de Fermi está dentro do gap, aproximadamente no meio do gap.

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