No.2ベストアンサー
- 回答日時:
#1さんは勘違いをされていると思います。
フェルミ準位は温度変化します。例えば、久保亮五先生の大学演習熱学・統計力学に載っています。
(#1様参照された物理のかぎしっぽとどっちを信じるかといったら久保先生でしょう?)
質問に対する回答ですが、質問者の方の考え方で正しいと思います。
n型でフェルミ準位が伝導帯付近(つまりドナー準位より上)にあることは、
低温すぎてドナーから電子が供給されないで高抵抗にあることに対応します。
p型ならばフェルミ準位が価電子帯付近にあるため、正孔が供給されません。
それが温度が上がるとn型の場合はドナー準位より下にきて、ほぼ100%電子を供給するようになり、
p型の場合はアクセプタ準位より上にきて、100%正孔を供給します。
さらに高温になると、バンドギャップを介しての熱励起が可能になり、
不純物半導体から真性半導体に変わり、フェルミ準位がバンドギャップのほぼ真ん中へきます。
No.1
- 回答日時:
質問者さんのおっしゃっているフェルミ準位がどういう意図で使っているかわかりませんが、フェルミ準位は基本的に温度で変わることはなかったはずです。
温度が高くなるとフェルミ関数が0~1のあいだで幅のある裾を持つので、この関数と物質の状態密度(or分子なら準位)との掛け合わせで電子がいる・いないを計算します。
そのため、n型半導体は伝導体の下部(Ec)とドナー準位(Ed)の間に存在し、p型半導体は価電子帯の上部(Ev)とアクセプタ準位(Ea)の間に存在します。(これらは質問者さんの低温付近の時のイメージでいいと思われます。)
上記の話に出てきたフェルミ関数は↓のサイトで書かれています。
「物理のかぎしっぽ」
http://hooktail.sub.jp/solid/shino-PNI-typeSemic …
またイメージをわかりやすくするために↓のサイトも見られるといいかもしれません。
「半導体デバイス物理」の不純物ドープとn型p型半導体
http://kccn.konan-u.ac.jp/physics/semiconductor/ …
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