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フェルミ準位について
inaraの回答
- inara
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適当に盛り上がっていますね。 >結合軌道と反結合軌道の2つが存在し、その広がりのバンドが価電子帯と伝導体になるのではなかったですか？ 結合軌道と反結合軌道というのがありましたね。でもそれは分子とか化合物を形成した場合ではなかったでしょうか。ここ（http://www.sugalab.mp.es.osaka-u.ac.jp/~sekiyama/PES1/kaisetu2_1.html）の一番下に書いてあるように、元の原子軌道よりもエネルギーが低いのが結合軌道、高い反結合軌道ですが、半導体の場合、化合物でない単体半導体（Si）では、元の状態そのものですから、どう考えればいいのでしょうかね。 >私の中では価電子＝原子同士が結合している際にその周囲を廻っている電子になってます イメージは合っていると思います。私は大学時代（20数年前！）、光電子分光というのをやっていて、半導体の内殻電子や価電子帯のエネルギー分布（状態密度）を測定していました。そのときエネルギーの基準としていたのがフェルミ準位でしたので、フェルミ準位も状態密度も、実感としてかなりはっきりしたイメージを持っているのですが、価電子は、最外殻の電子で、内殻電子と違って、互いに相互作用があるために、状態密度がバンドのように広がっているイメージです（実際そういうスペクトルが得られました）。そして、エネルギーがフェルミ準位付近になると、状態密度が下がってきて、フェルミ準位があるバンドギャップには電子がいないという状況を実際測定しました（当たり前なのですが）。 >「金属が塑性変形を起こすのは金属結合、つまり電子を全ての原子で共有→伝導電子と価電子のバンドが重なり区別がある意味付いていない。よって結合に寄与する電子は自由に移動できるため、電気が流れすべり変形も起きる。」 そうなんですか。金属電子論は不勉強でした（ゾンマーフェルトが有名なのでしたっけ？）。金属の強度（弾性率）を決めているのはミクロには何なのでしょうか？ >「セラミックなどの絶縁体は電子が結合にのみ用いられる(価電子として)ため、電流としてながれたり滑り変形を起こすなど電子の移動に融通がきかず、脆性破壊を起こす」 ということは、半導体でも真性半導体と不純物半導体とでは強度が違うのでしょうかね。 >「じゃあ不純物半導体って熱加えて価電子がジャンプしたら強度落ちてるのかな？」なんて言ってます・・・・ 半導体の場合、原子数(10^23個/cm^3）に比べて、不純物が出す電子数は最大でもそれより4桁小さいので、あまり変わらないような気もしますが。誰か専門家の方のコメントを頂けると助かります。
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