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静電ポテンシャルと真性フェルミ準位の関係
「ポアソン方程式の解として得られた電位関数(φ(x))は、半導体の(バンド)理論のエネルギーを示すパラメ... 「ポアソン方程式の解として得られた電位関数(φ(x))は、半導体の(バンド)理論のエネルギーを示すパラメータ(Ei, Ep, En)とは直接の関係はないはずなのに、どうやってpn接合のバンド図として一緒に組み込まれているのか」というのが、もともとの質問者の疑問であろうと推察いたします。 私の回答は、あの図にはそういう別のものが書いてあるというものです。 ポアソン方程式を適用する対象として、pn接合部からp, nそれぞれの不純物原子が全てイオン化している領域を考えます(可動電荷は存在しない)。このイオン化領域の両端の電位差をp領域とn領域の可動電荷の平均エネルギー差(Ep-En)に相応する電位差(φ=(Ep-En)/q)とすることが境界条件となります。pあるいはn領域のEiとこの電位関数(φ(x))を組み合わせて、pn接合のバンド図ができてます。イオン化領域中のEiの曲線はφ(x)に他なりま