产生费米能级钉扎效应的原因,与材料的本性有关。宽禁带半导体(GaN、SiC等)就是一个典型的例子,这种半导体一般只能制备成n型或p型的半导体,掺杂不能改变其型号(即Fermi能级不能移动),故称为单极性半导体。一般,离子性较强的半导体(如Ⅱ-Ⅵ族半导体,CdS、ZnO、ZnSe、CdSe)就往往是单极性半导体。这主要是由于其中存在大量带电缺陷,使得费米能级被钉扎住所造成的。正因为如此,采用GaN来制作发蓝光的二极管时,先前就遇到了很大的困难,后来通过特殊的退火措施才激活了掺入的施主或受主杂质,获得了pn结——制作出了发蓝色光的二极管。
非晶态半导体也往往存在费米能级钉扎效应。制作出的非晶态半导体多是高阻材料,Fermi能级不能因掺杂而移动,这也是由于其中有大量缺陷的关系。
此外,半导体表面态密度较大时也往往造成费米能级钉扎效应。这在M-S系统和MOS系统中起着重要的作用。
钉扎作用名词解释
是指费米能级不随掺杂等而发生位置变化的效应,费米能级钉扎效应是半导体物理中的一个重要概念。反磁化核在外磁场作用下长大成为反磁化畴,然后通过畴壁位移实现反磁化。