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:

Literatur

Kategorie:Statistische Physik Kategorie:Festkörperphysik Kategorie:Enrico Fermi als Namensgeber