什么是准费米能级?
准费米能级的引入是为了分析体系(一般是PN结)在非热平衡条件下电子的填充情况。非热平衡条件下电子会运动然后趋于平衡状态。在pn结中，非热平衡态下PN两侧的电子填充水平不一致了，这时为了分别描述二者的填充水平，就引入了准费米能级。用水库的理解就是，两侧水面出现了高低差，两侧各有一个水面的高度，这个高度就是准费米能级。费米能级：表征电子填充水平的标志，热平衡状态下体系内费米能级是一条直线。我们一般会用水库来形容，费米能级就是水库的水面，平稳状态下水面是处处等高的。应用①引入了准Fermi能级之后，就能够仿照采用Fermi-Drac统计来分析平衡载流子分布那样，来分析非平衡载流子的统计分布。若导带电子和价带空穴的准Fermi能级分别为Efn和Efp，则可以近似地表示出非平衡态载流子的所谓准Fermi分布函数为：fn(E)=1/{exp[(E-Efn)+1]}， fp(E)=1/{exp[(Efp-E)+1]}。②同时，仿照平衡载流子浓度的表示，也可以直接给出非平衡状态时的总电子浓度n和非平衡状态时的总空穴浓度p的表示式为：n=no+Δn=Nc×exp[-(Ec-Efn)/kT]， p=po+Δp=Nv×exp[-(Efp-Ev)/kT]。总之，对于非平衡状态的半导体，没有统一的一条Fermi能级，但是可以认为导带和价带分别处于准平衡状态，则对于其中的非平衡电子和非平衡空穴，可以引入相应的电子准Fermi能级（Efn）和空穴准Fermi能级（Efp）来分别描述其分布状况。③由非平衡载流子的浓度表示式，可以见到，准Fermi能级在能带中的位置即分别表征了总的电子和总的空穴的浓度大小：总的电子浓度n越大，Efn就越靠近导带底Ec；总的空穴浓度p越大，Efp就越靠近价带顶Ev。在小注入情况下，对于非平衡态的n型半导体，其中电子是多数载流子，总的非平衡电子浓度与总的平衡电子浓度差不多，因此，这时电子的准Fermi能级与平衡态时系统的Fermi能级基本上是一致的，处于导带底附近。但是空穴——少数载流子的准Fermi能级却偏离平衡态时系统的Fermi能级较远，处于近价带顶附近。对于非平衡态的p型半导体，情况相反，空穴准Fermi能级与平衡态时系统的Fermi能级基本上是一致的，处于近价带顶附近；而电子的准Fermi能级是处于导带底附近。④非平衡半导体中存在两条准Fermi能级，即电子的准Fermi能级和空穴的准Fermi能级；并且这两条准Fermi能级所分开的距离，与外加作用的强度有关（例如外加电压越大，它们分开的距离就越大）。若去除外加作用，则由于非平衡载流子将要逐渐复合，相应的这两条准Fermi能级即逐渐靠拢；当非平衡载流子完全消失以后，则这两条准Fermi能级即合二为一，即回复到平衡状态时的一条Fermi能级。
费米能级的定义是什么?
温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级。常用EF表示。对于固体试样，由于真空能级与表面情况有关，易改变，所以用该能级作为参考能级。电子结合能就是指电子所在能级与费米能级的能量差。对于金属，绝对零度下，电子占据的最高能级就是费米能级。费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的概率是1/2。在半导体物理中，费米能级是个很重要的物理参数，只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。它和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量以及能量零点的选取有关。n型半导体费米能级靠近导带边，过高掺杂会进入导带。p型半导体费米能级靠近价带边，过高掺杂会进入价带。将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统，可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级。
