某半導(dǎo)體價帶頂附近能量色散關(guān)系可表示為:E(k)=Emax-10-30k2(J),現(xiàn)將其中一波矢為 的電子移走,試求此電子留下的空穴的有效質(zhì)量m*p,及速度vp(k).
價帶頂附近等能面為球面, 因此有效質(zhì)量各向同性,均為:
已知室溫(300K)下硅的禁帶寬度Eg≈1.12eV,價帶頂空穴和導(dǎo)帶底電子的有效質(zhì)量之比m*p/m*n≈0.55,導(dǎo)帶的有效狀態(tài)密度NC≈2.8*1019/cm3,kT≈0.026eV。試計(jì)算: 1)室溫(300K)下,純凈單晶硅的本征費(fèi)米能級Ei; 2)室溫(300K)下,摻磷濃度為1016/cm3的n型單晶硅的費(fèi)米能級EF。
1)純凈單晶硅的本征費(fèi)米能級Ei.
根據(jù)愛因斯坦關(guān)系: