Różnica między energią Fermi a poziomem Fermi

The kluczowa różnica między energią Fermiego a poziomem Fermiego jest to Energia Fermiego to energia poziomu Fermiego, podczas gdy poziom Fermiego jest miarą najmniej ściśle związanych elektronów w ciele stałym.

Pojęcia energia fermi i poziom Fermi są nazwane na cześć fizyka Enrico Fermi. Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w absolutnej temperaturze zero (przy 0 K), podczas gdy poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest energia Fermi 
3. Co to jest poziom Fermiego
4. Porównanie obok siebie - Energia Fermi vs. poziom Fermi w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest Fermi Energy?

Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w absolutnej temperaturze zero (przy 0 K). Jest to maksymalna energia kinetyczna, jaką elektron może mieć w tej temperaturze. Ponadto wartość energii Fermiego jest stała dla konkretnego ciała stałego. Możemy zdefiniować pojęcie energii Fermiego jako najwyższy zajęty poziom energii materiału w absolutnej temperaturze zero. Innymi słowy, wszystkie elektrony ciała stałego mają tendencję do zajmowania stanów energetycznych na poziomie lub poniżej energii Fermiego ciała stałego w temperaturze 0 K.

W metalach energia Fermiego daje prędkość elektronów podczas przewodzenia. Dlatego podczas przewodzenia metali w procesie uczestniczą tylko elektrony o energii zbliżonej do energii Fermiego.

Ryc. 01: Porównywanie przedziałów pasma metalu, półprzewodnika i izolatora

Ponadto koncepcja energii Fermiego jest ważna w opisie zachowania półprzewodników. Na przykład półprzewodniki typu n mają energię fermi blisko pasma przewodzenia. Natomiast półprzewodniki typu p mają energię fermi zbliżoną do pasma walencyjnego.

Co to jest poziom Fermiego?

Poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów. Jest to poziom energii, w którym prawdopodobieństwo znalezienia elektronu wynosi 50%. Jest to najwyższy zajmowany orbital molekularny w paśmie walencyjnym o wartości 0 K. Dlatego istnieje wiele wolnych stanów do przyjęcia elektronów. Poziom Fermiego znajduje się na szczelinie między pasmem przewodzenia a pasmem walencyjnym.

Jaka jest różnica między energią Fermiego a poziomem Fermiego?

Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w absolutnej temperaturze zero (przy 0 K), podczas gdy poziom Fermiego to potencjał chemiczny elektronów. Możemy więc powiedzieć, że kluczową różnicą między energią Fermiego a poziomem Fermiego jest to, że energia Fermiego jest energią poziomu Fermiego, podczas gdy poziom Fermiego jest miarą najmniej ściśle związanych elektronów w ciele stałym.

Poniższa infografika zawiera dodatkowe szczegóły dotyczące różnicy między energią Fermiego a poziomem Fermiego.

Podsumowanie - Fermi Energy vs Fermi Level

Energia Fermiego to wartość energii dla poziomu Fermiego w absolutnej temperaturze zero (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.

Odniesienie:

1. „Czym jest energia Fermi? - Fizyka. ” Zbieg Metropolii, Dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „BandGap-Porównanie-zfermi-E” - Nie podano autora do odczytu maszynowego. Założono, że S-kei (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). - Nie podano źródła do odczytu maszynowego. Zakłada się własne prace (na podstawie praw autorskich) (CC BY-SA 2.5) za pośrednictwem Commons Wikimedia