。费米能级的上移或下移可通过化学掺杂、电场施加、温度变化、界面电荷转移和光照等表征技术在固体物理学中，0K。换句话说，在0K时，费米能级以下的量子态全部被电子填满，而以上的量子态全部为空。

费米狄拉克分布函数其中，是所考虑的能级能量；EF是玻尔兹曼常数；是绝对温度。这个函数清晰地揭示了费米能级的核心作用。

费米能级的位置不是一成不变的，它的移动对材料性质有着决定性的影响。

）决定材料电学性质费米能级的位置直接决定了材料是n型、p型还是本征半导体2：，这对于金属–半导体接触、异质结器件的性能至关重要。

）调控催化与电化学反应在电化学和光催化领域，材料的费米能级决定了其表面的电子给予或接受能力一个较高的费米能级意味着电子更容易转移出去，有利于还原反应；反之，较低的费米能级有利于氧化反应。通过调控催化剂的费米能级，可以优化其催化活性和选择性。

n在室温下，这些施主原子会电离，释放电子到导带中，从而大幅增加导带中的电子浓度。

–电子占据高能级的概率必须增加，这直接导致费米能级FE。

施加正向电场或偏压

FET。

/DOI: 10.1021/acsami.2c0611

温度升高（对于p型材料）

对于一个。这些新产生的电子会部分中和空穴的多数载流子地位，使材料向本征状态靠近。因此，其费米能级会从靠近价带的位置向上移动。

界面电荷转移

电子会从功函数低的材料流入半导体，导致半导体一侧的费米能级上移。

当能量大于禁带宽度的光照射半导体时，会产生大量的非平衡电子和空穴。此时，系统不再由单一的费米能级描述，而是分裂为E）空穴准费米能级（Fp。相对于平衡态的费米能级EFn会上移，而DOI: 10.1007/s40820-023-01131-4

费米能级下移的原因？

化学掺杂效应

型掺杂：与n型掺杂相反，在半导体中引入受主杂质，受主能级靠近价带顶在场效应晶体管结构中，对栅极施加负电压会吸引空穴聚集在半导体表面，。同样，吸附吸电子性的分子会从材料中抽取电子，也导致费米能级下移。

对于一个型半导体，温度升高同样会激发更多的本征载流子。新增的空穴会部分抵消电子的多数载流子优势，使材料趋向本征化DOI: 10.1039/C6TA08783C

界面电荷转移

电子会从半导体流向该材料，导致半导体中的空穴浓度相对增加，费米能级随之下移DOI: 10.3390/en16135015

气体吸附

还原性气体n。而则倾向于从半导体表面捕获电子，导致其表面费米能级下移DOI:10.1039/C6CP02446G

如何表征费米能级？

紫外光电子能谱（UPS）

是一种极其强大的表面分析技术，可以直接测量材料的功函数和价带结构。通过测量二次电子截止边可以得到真空能级，再测量费米边的位置，二者之差即为费米能级相对于价带顶的位置也可以从UPS谱的价带谱区直接读出。

XPS。当费米能级发生移动时，所有芯能级的结合能会随之发生一个刚性的位移。因此，通过监测某个特征芯能级峰位的移动，可以间接推断出费米能级的移动情况。

KPFM，可以绘制出表面功函数的分布图，从而直观地看到在光照、加热或不同材料接触下，费米能级的局部变化情况。