场效应

化学中的场效应（Field effect，记作 F）是指通过空间的分子内静电作用，即某取代基在空间产生一个电场，它对另一处的反应中心发生影响。场效应与诱导效应是相似的概念，因此常常较难区分，不过场效应是通过空间而非原子链产生的，故有些情况下可以通过选取有合适结构的有机分子，将这两种效应区分开来。

電子顯微鏡下碳纳米管微電腦晶片體的場效應畫面

物理中的场效应 是指细电线与金属薄片间的电场，使空气离子化，使得带电粒子发生相互吸引或排斥，产生风的流动，可以利用其现象产生推力，类似于飞机机翼排气产生升力

• 场效应（半导体）

在物理学中，场效应指的是使用外加的电场改变材料的导电性。 在金属中由于有大量电子移动抵消外加电场，外加的电场能使金属表层的电荷分布发生改变。然而，在半导体中，正负电荷的密度较低，无法完全抵消外加电场，所以外加电场会在半导体材料表面附近改变材料的导电性，这被称为“场效应”。场效应应用于肖特基二极管，场效应晶体管（主要指的是MOSFET，JFET和MESFET）。

• 表面的导电性和能带弯曲

在外加电场的作用下，接近半导体表面一定深度下的电子能级发生改变，这导致了材料表面的导电性发生改变，也使得材料表面区域的电子能占有的能级发生变化。这种效应具有代表性的表征方式是“能带弯曲图”。能带弯曲图表征了材料表面的能带边界Ef, Ec, Ev与进入材料深度x之间的关系。 如右图所示一个典型的能带弯曲图。为了简化，能带中的能量单位是eV，电压的单位是V，避免了引入参数q作为单位电荷。右图中显示的是一个双层结构，左边是绝缘体层，右边是半导体层。一个使用类似结构的例子是MOS电容，一个双端的结构，一边是金属栅极端，一边是半导体材料（比如硅）端，中间夹着一层绝缘层（比如氧化硅）。右图中，左边的子图显示出了导带的最低能级（Conduction Edge）和价带的最高能级（Valence Edge）。这些能带在外加电压V的作用下发生弯曲。依照习惯，图中显示的是电子的拥有能量，所以一个正电压作用于半导体材料会使材料表面的能带向下弯曲。虚线表示的是能级占有情况费米能级Ef：低于Ef倾向于被电子占领，导带在外加电压作用下向下弯曲更加接近Ef，表明在接近绝缘层的地方导带中存在更多的电子。

外部链接

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