Intrinsisches Fermi-Niveau

Das intrinsische Fermi-Niveau ist das Fermi-Niveau eines intrinsischen (keine Störstellen enthaltenden, undotierten) Halbleiters.

Es ergibt sich durch Gleichsetzen der Elektronen- und der Löcherdichte im thermodynamischen Gleichgewicht:

und anschließendes Umstellen nach der Fermi-Energie :

mit

  • : effektive Zustandsdichte im Leitungsband
  • : effektive Zustandsdichte im Valenzband
  • : Energie der Leitungsbandkante im Bändermodell
  • : Energie der Valenzbandkante im Bändermodell
  • : Boltzmannkonstante
  • : Temperatur in der Kelvinskala.

Beim dotierten Halbleiter weicht das Fermi-Niveau vom intrinsischen Fermi-Niveau ab.

Das intrinsische Fermi-Niveau liegt immer ungefähr in der Mitte der Bandlücke. Für den Fall der Eigenleitung ist diese Abweichung so gering, dass näherungsweise gesagt werden kann:

LiteraturBearbeiten