Різниця між енергією Фермі та рівнем Фермі

The ключова різниця між енергією Фермі та рівнем Фермі Енергія Фермі - це енергія рівня фермі, тоді як рівень Фермі - це міра найменш щільно пов'язаних електронів у твердому тілі.

Терміни енергія фермі та рівень Фермі названі на честь фізика Енріко Фермі. Енергія Фермі - це значення енергії для рівня Фермі при абсолютній нульовій температурі (при 0 К), тоді як рівень Фермі - хімічний потенціал електронів.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке енергія Фермі 
3. Що таке рівень Фермі
4. Порівняльне порівняння - рівень енергії Фермі проти Фермі в табличній формі
5. Підсумок

Що таке Fermi Energy?

Енергія Фермі - це значення енергії для рівня Фермі при абсолютній нульовій температурі (при 0 К). Це максимальна кінетична енергія, яку може мати електрон при цій температурі. Більше того, значення енергії Фермі є постійним для конкретного твердого тіла. Ми можемо визначити термін енергія Фермі як найвищий зайнятий енергетичний рівень матеріалу при абсолютній нульовій температурі. Іншими словами, всі електрони твердого тіла мають тенденцію займати енергетичні стани при або нижче енергії Фермі твердого тіла при температурі 0 К.

У металах енергія Фермі дає швидкість електронів під час провідності. Тому під час провідності металів у процес сприятимуть лише електрони, що мають енергію, близьку до енергії Фермі.

Малюнок 01: Порівняння зазорів металу, напівпровідника та ізолятора

Крім того, концепція енергії Фермі важлива при описі поведінки напівпровідників. Наприклад, напівпровідники n-типу мають енергію фермі, близьку до зони провідності. Навпаки, напівпровідники типу p мають свою енергію фермі, близьку до валентної зони.

Що таке рівень Фермі?

Рівень Фермі - хімічний потенціал електронів. Це рівень енергії, при якому ймовірність знайти електрон становить 50%. Це найвища зайнята молекулярна орбіталь у валентній смузі при 0 К. Тому багато вакантних станів приймають електрони. Рівень Фермі розташований на смузі пропускання, між зоною провідності та валентною смугою.

Яка різниця між енергією Фермі та рівнем Фермі?

Енергія Фермі - це значення енергії для рівня Фермі при абсолютній нульовій температурі (при 0 К), тоді як рівень Фермі - хімічний потенціал електронів. Отже, можна сказати, що ключова різниця між енергією Фермі та рівнем Фермі полягає в тому, що енергія Фермі - це енергія рівня Фермі, тоді як рівень Фермі - це міра найменш щільно пов'язаних електронів у твердому тілі.

Нижче в інфографіці наведено додаткові відомості про різницю між енергією фермі та рівнем Фермі.

Підсумок - Енергія Фермі проти рівня Фермі

Енергія Фермі - це значення енергії для рівня Фермі при абсолютній нульовій температурі (при 0 К), тоді як рівень Фермі - хімічний потенціал електронів. Тому ключовою відмінністю між енергією Фермі та рівнем Фермі є те, що енергія Фермі - це енергія рівня Фермі, тоді як рівень Фермі - це міра найменш щільно пов'язаних електронів у твердому тілі.

Довідка:

1. "Що таке енергія" Фермі "? - Фізика ». Злиття Метрополії, Доступний тут.

Надано зображення:

1. "BandGap-Порівняння-зferfermi-E" - не надано машиночитаного автора. S-kei передбачається (заснований на претензіях на авторське право). - Немає машиночитаного джерела. Прийнята власна робота (заснована на претензіях на авторські права) (CC BY-SA 2.5) через Wikimedia Commons