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非平衡态下电子性质的研究在凝聚态物理领域一直都受到广泛的关注。其中Thomas-Fermi-Dirac(TFD)模型在非平衡态下电子气的热力学性质研究中及平衡态下电子气的密度泛函理论研究中都有良好应用。在分子电子学的研究中，有关分子尺度上的量子电子传输所形成的电流和内在的电子性质，都对有外置电压情况下密度泛函理论是否适用或何时适用提出了疑问。 本文通过建立一个新的模型，对外置电压下的均匀电子气的动能密度和交换能密度进行深入的研究。具体来讲，本文利用蒙特卡洛积分方法，通过对一系列费米半径及电压下交换能密度的计算，并利用多项式拟合得到交换能密度与费米半径及平移矢量的函数关系：此处公式省略公式中多项式的系数ai,(i=0,1,2,3,4,5)分别为：1.0000,-1.7256,1.4739,-0.44774,-0.20066,0.13256，且平移矢量?k、费米半径和非平衡态电子密度及总的电子密度满足函数关系：此处公式省略。这一结果验证了在外置电压的情况下，电子处于非平衡态时，均匀电子气的性质不能够像平衡态下一样完全由总电子密度决定，而是由总电子密度和非平衡态密度（载流子的电子密度）共同决定的。利用含修正因子η的修正方程和TFD模型在平衡态下的电子气的动能密度k TFD、交换能密度eTFD来表示非平衡态下的电子的动能密度和交换能密度得到：此处公式省略。由于外置电压与平移矢量及总电子密度间也存在一个函数关系此处公式省略，从而可以推论动能密度和交换能密度是由外置电压和总的电子密度所共同决定的。