Физические основы микроэлектроники. Базир Г.И. - 87 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Рис. 40. Вид функций распределения различных статистик

Как следует из рисунка при значениях (Е-

μ)>3kT, когда единицей в кван-

товых распределениях можно пренебречь, они переходят в классическое, что

соответствует малому заполнению квантовых состояний, при котором коллек-

тивы микрочастиц становятся невырожденными.

Пр и низких Т согласно

ЭБ

−

на нижнем энергетическом уровне (0

→

)

может располагаться большое число бозонов, так называемая «бозе- конденса-

ция», которая в частности отвечает за сверхтекучесть гелия.

6.5. Применение статистики Фе рми-Дирака к электронному

газу в металлах

Свободные электроны в металле можно считать невзаимодействующими.

Энергия микрочастицы, находящейся в ограниченной области пространства

квантуется (аналогично квантовой энергии частицы в потенциальном ящике).

Поскольку электроны – фермионы, то при Т=0 К они будут последова-

тел ьно заполнять энергетические уровни в соответствии с принципом Паули, т.

е. на каждом уровне может разместиться 0, 1 или 2 электрона

с противополож-

ными спинами.

Если рассматривать электроны в единице объема, то n-й «последний»

электрон, займет уровень, который определяет максимальную кинетическую

энергию электронов в металле при Т=0 К.

Эта энергия отсчитывается от дна потенциальной ямы и, следовательно,

положительна и называется энергией Ферми )0(

E и определяет границу меж-

ду заполненными и свободными состояниями (см. рис 41).