状態密度について

質問

カーボンナノチューブ(CNT)の状態密度分布（横軸:エネルギー、縦軸:状態密度）に関しての質問させて頂きます。

CNTの状態密度分布を見ますと、CNTが半導体的性質を持っている場合(伝導帯に電子が無い)にも関わらず、フェルミレベル（図中では0eV）以上のエネルギについて状態密度があるように描かれています。

今まで私は状態密度分布の図においてフェルミレベル以上のエネルギの状態密度は、伝導帯にある電子の密度を表していると思っていたのですが、これは間違っていたのでしょうか。

まだこの分野に関して勉強を始めたばかりですので説明不足の点があるかと思いますが、御回答宜しくお願いいたします。

回答No.1

leo-ultra · ベストアンサー

状態密度D(E)とは、エネルギーEの状態が（単位体積あたり）いくつあるかを与えるだけです。その状態が占有されているか非占有であるかには依存しません。

例えば、半導体のギャップに相当するエネルギーではD(E)＝０

その状態が熱平衡で占有されるかどうかは、フェルミ分布関数ｆ(E)によります。

状態密度は固体物理で重要な概念であり、いろいろな本に載っていますので、勉強しなおされることをお勧めします。

お礼

ご回答ありがとうございます。
状態密度は電子がそのエネルギの軌道を取り得るという事で、実際にその軌道を電子が占有しているわけではなかったのですね。確かに金属の状態密度分布ではフェルミレベル付近に状態密度は確認できませんでした。
もう一度最初から固体物理について勉強してみようと思います。