费米能级钉扎效应是半导体物理中的一个重要概念.本来半导体中的Fermi能级是容易发生位置变化的.例如,掺入施主杂质即可使Fermi能级移向导带底,半导体变成为n型半导体；掺入受主杂质即可使Fermi能级移向价带顶,半导体变成为p型半导体.但是,若Fermi能级不能因为掺杂等而发生位置变化的话,那么就称这种情况为费米能级钉扎效应.在这种效应起作用的时候,往半导体中即使掺入很多的施主或者受主,但不能激活（即不能提供载流子）,故也不能改变半导体的型号,也因此难于通过杂质补偿来制作出pn结.
产生费米能级钉扎效应的原因,与材料的本性有关.宽禁带半导体（GaN、SiC等）就是一个典型的例子,这种半导体一般只能制备成n型或p型的半导体,掺杂不能改变其型号（即Fermi能级不能移动）,故称为单极性半导体.一般,离子性较强的半导体（如Ⅱ-Ⅵ族半导体,CdS、ZnO、ZnSe、CdSe）就往往是单极性半导体.这主要是由于其中存在大量带电缺陷,使得费米能级被钉扎住所造成的.正因为如此,采用GaN来制作发兰光的二极管时,先前就遇到了很大的困难,后来通过特殊的退火措施才激活了掺入的施主或受主杂质,获得了pn结——制作出了发兰色光的二极管.
非晶态半导体也往往存在费米能级钉扎效应.制作出的非晶态半导体多是高阻材料,Fermi能级不能因掺杂而移动,这也是由于其中有大量缺陷的关系.
此外,半导体表面态密度较大时也往往造成费米能级钉扎效应.这在M-S系统和MOS系统中起着重要的作用.
