Fermi-Dirac 분포함수 f(E)에 대한 설명으로 틀린 것은? (… | [전자기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 15년 2회차

Fermi-Dirac 분포함수 f(E)에 대한 설명으로 틀린 것은? (단 E_f는 페르미준위이다.)

T=0[K]일 때 E>E_f 이면 f(E)=0 이다.

T=0[K]일 때 E<E_f 이면 f(E)=1 이다.

절대온도에 따라 전자가 채워질 확률은 일정하다.

T=0[K]일 때 Ef 보다 낮은 에너지준위는 전부 전자로 채워있으며, E_f 이상의 준위는 전부 비어있다.

해설

틀린 설명은 절대온도에 따라 전자가 채워질 확률이 일정하다는 서술이다.
페르미-디랙 분포는 온도  $T$  를 변수로 포함한다.
 $f(E)=\dfrac{1}{1+e^{(E-E_f)/kT}}$ 
따라서 같은 에너지 준위라도 온도에 따라 확률이 달라진다.
 $T=0\,\mathrm{K}$  에서  $E$  가  $E_f$  보다 크면 지수항이 무한대가 되어  $f(E)=0$  이므로 옳다.
 $T=0\,\mathrm{K}$  에서  $E$  가  $E_f$  보다 작으면 지수항이 0이 되어  $f(E)=1$  이므로 옳다.
 $T=0\,\mathrm{K}$  에서 페르미 준위보다 낮은 준위는 모두 채워지고 높은 준위는 비어 있다는 서술은 위 두 결과를 합한 것이므로 옳다.

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