Kluczowa różnica między energią Fermiego a poziomem Fermiego polega na tym, że energia Fermiego jest energią poziomu Fermiego, podczas gdy poziom Fermiego jest miarą najmniej ściśle związanych elektronów w ciele stałym.
Terminy energia Fermiego i poziom Fermiego zostały nazwane na cześć fizyka Enrico Fermiego. Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w temperaturze zera absolutnego (przy 0 K), podczas gdy poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów.
Co to jest Fermi Energy?
Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w temperaturze zera absolutnego (przy 0 K). Jest to maksymalna energia kinetyczna, jaką elektron może mieć w tej temperaturze. Co więcej, wartość energii Fermiego jest stała dla danej bryły. Pojęcie energii Fermiego możemy zdefiniować jako najwyższy poziom energii zajmowanej przez materiał w temperaturze zera absolutnego. Innymi słowy, wszystkie elektrony ciała stałego mają tendencję do zajmowania stanów energetycznych równych lub niższych od energii Fermiego ciała stałego w temperaturze 0 K.
W metalach energia Fermiego określa prędkość elektronów podczas przewodzenia. Dlatego podczas przewodzenia metali tylko elektrony o energii zbliżonej do energii Fermiego będą brały udział w procesie.
Rysunek 01: Porównanie przerw w paśmie metalu, półprzewodnika i izolatora
Ponadto pojęcie energii Fermiego jest ważne przy opisywaniu zachowania półprzewodników. Na przykład półprzewodniki typu n mają swoją energię fermi zbliżoną do pasma przewodnictwa. W przeciwieństwie do tego, półprzewodniki typu p mają swoją energię fermi zbliżoną do pasma walencyjnego.
Co to jest poziom Fermi?
Poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów. Jest to poziom energetyczny, przy którym prawdopodobieństwo znalezienia elektronu wynosi 50%. Jest to najwyższy zajęty orbital molekularny w paśmie walencyjnym w temperaturze 0 K. Dlatego istnieje wiele wolnych stanów akceptujących elektrony. Poziom Fermiego znajduje się w paśmie wzbronionym, między pasmem przewodnictwa a pasmem walencyjnym.
Jaka jest różnica między energią Fermiego a poziomem Fermiego?
Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w temperaturze zera absolutnego (przy 0 K), podczas gdy poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów. Możemy więc powiedzieć, że kluczowa różnica między energią Fermiego a poziomem Fermiego polega na tym, że energia Fermiego jest energią poziomu Fermiego, podczas gdy poziom Fermiego jest miarą najmniej ściśle związanych elektronów w ciele stałym.
Poniższa infografika zawiera dodatkowe informacje na temat różnicy między energią fermi a poziomem Fermi.
Podsumowanie – Energia Fermi kontra poziom Fermi
Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w temperaturze zera absolutnego (przy 0 K), podczas gdy poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów. Dlatego kluczowa różnica między energią Fermiego a poziomem Fermiego polega na tym, że energia Fermiego jest energią poziomu Fermiego, podczas gdy poziom Fermiego jest miarą najmniej ściśle związanych elektronów w ciele stałym.
