Universidade Estadual de Campinas Instituto de Qu´ımica ...

f (E) =
1
1+e (E−EF )/κT
(Eq.2)
Conforme esta, quanto maior a temperatura, mais gradual torna-se a variação da função.
Isto pois, no 0 K todos os elétrons buscarão ocupar os estados de mínima energia, assim o
número total de estados com energia menor que o nível de Fermi deve ser igual ao total de
elétrons no sistema sendo a probabilidade de ocupação destes igual a 1. Caso E = EF ,a
função f(E) é igual a 1/2, pois elétrons podem agora ser encontrados em E ou EF .Todos
os estados com energia acima de EF estarão desocupados e portanto com probabilidade
de ocupação igual a zero. Ao aumentar a temperatura do material, alguns dos elétrons
receberão energia térmica oriunda da vibração da rede de átomos e consequentemente
ocuparão estados de energia maior, deixando assim seus estados originais desocupados.
Em um semicondutor, o nível de Fermi ocorre dentro da banda proibida, de modo que
para um semicondutor intrínseco (não degenerado), a EF ocorre aproximadamente no meio
da banda proibida, assim como mostrado na Figura 1.5(a).
Figura 1.5: Representação da variação do nível de Fermi com a dopagem do semicondutor
Um outro ponto chave, é a natureza do dopante, isto é, a dopagem influência a posição
do nível de Fermi dependendo do tipo de dopante. Dopagens com elementos do grupo
22