Квазіуровень ферми

Цей термін має також інші значення див. Фермі (значення).

Квазірівень фермі (Quasi Fermi level) - енергія, яка використовується в квантовій механіці і особливо у фізиці твердого тіла при описі зміни концентрації носіїв заряду, які викликані додатком зовнішнього потенціалу до напівпровідника.

Коли напівпровідник знаходиться в стані термодинамічної рівноваги, тоді функція розподілу електронів на енергетичних рівнях описується розподілом Фермі-Дірака. У цьому випадку рівень Фермі визначається як рівень, де ймовірність знаходження електрона дорівнює 1/2.

У термодинамічно нерівноважної системі (наприклад, виникає при пропущенні електричного струму через напівпровідник або при його освітленні) заповнення енергетичних рівнів електронами і дірками змінюється. З огляду на те, що час релаксації електронів в підзоні зони провідності значно менше ніж їх час життя, можна припустити, що електрони перебувають в стані термодинамічної рівноваги в зоні провідності. Це відноситься і до дірки у валентній зоні. Що стосується електронів, то можна вважати квазіуровень Фермі позначає термодинамічна рівновага в зоні провідності, а для дірок як позначає термодинамічна рівновага в валентної зоні. Тут необхідно підкреслити, що при протіканні струму можна говорити про термодинамическом квазірівноважному, а не рівноважному стані.

У разі відсутності струмів і зовнішнього зміщення, тобто в термодинамічній рівновазі, квазірівні електронів і дірок збігаються.

Схожі статті