Razlika med energijo Fermi in nivojem Fermija

The ključna razlika med energijo Fermi in nivojem Fermi je to Fermijeva energija je energija nivoja fermija, medtem ko je nivo Fermija merilo najmanj tesno vezanih elektronov znotraj trdne snovi.

Izraza energija fermi in nivo Fermi sta poimenovana po fiziku Enricu Fermiju. Fermijeva energija je vrednost energije za stopnjo Fermija pri absolutni ničelni temperaturi (pri 0 K), medtem ko je nivo Fermi kemični potencial elektronov.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Fermi energija 
3. Kaj je stopnja Fermija
4. Primerjava zraven - nivo energije Fermi v primerjavi s Fermijem v tabeli
5. Povzetek

Kaj je Fermi energija?

Fermijeva energija je vrednost energije za Fermijev nivo pri absolutni ničelni temperaturi (pri 0 K). To je največja kinetična energija, ki jo lahko ima elektron pri tej temperaturi. Poleg tega je vrednost energije Fermi za določeno trdno snov konstantna. Izraz Fermi energija lahko definiramo kot najvišjo zasedeno energijsko raven materiala pri absolutni ničelni temperaturi. Z drugimi besedami, vsi elektroni trdne snovi nagibajo k energijskim stanjem pri ali pod Fermijevo energijo trdne snovi pri temperaturi 0 K.

V kovinah Fermijeva energija daje hitrost elektronov med prevodnostjo. Zato bodo med prevodnostjo kovin v proces prispevali samo elektroni, ki imajo energijo, ki je blizu energije Fermija.

Slika 01: Primerjava vrzeli kovine, polprevodnika in izolatorja

Poleg tega je koncept energije Fermi pomemben pri opisu obnašanja polprevodnikov. Na primer, polprevodniki n tipa imajo svojo fermijsko energijo blizu prevodnega pasu. V nasprotju s tem imajo polprevodniki tipa p svojo energijo fermi blizu valenčnega pasu.

Kaj je stopnja Fermija?

Fermi nivo je kemijski potencial elektronov. Gre za energetsko raven, pri kateri je verjetnost, da najdemo elektron, 50%. To je najvišja zasedena molekulska orbitala v valenčnem pasu pri 0 K. Zato je veliko prostih stanj, ki sprejemajo elektrone. Nivo Fermi se nahaja na pasu med prevodnim pasom in valenčnim pasom.

Kakšna je razlika med energijo Fermi in stopnjo Fermija?

Fermijeva energija je vrednost energije za Fermijev nivo pri absolutni ničelni temperaturi (pri 0 K), medtem ko je nivo Fermi kemični potencial elektronov. Torej, lahko rečemo, da je ključna razlika med energijo fermija in nivojem Fermija ta, da je energija Fermija energija ravni Fermija, medtem ko je nivo Fermija merilo najmanj tesno vezanih elektronov znotraj trdne snovi.

Spodaj infografika vsebuje dodatne podrobnosti o razliki med energijo fermija in nivojem Fermija.

Povzetek - Fermi energija proti ravni Fermi

Fermijeva energija je vrednost energije za Fermijev nivo pri absolutni ničelni temperaturi (pri 0 K), medtem ko je nivo Fermi kemični potencial elektronov. Zato je ključna razlika med energijo fermija in nivoja Fermija v tem, da je energija Fermija energija nivoja Fermija, medtem ko je nivo Fermija merilo najmanj tesno vezanih elektronov znotraj trdne snovi.

Referenca:

1. „Kaj je Fermi energija? - fizika. " Sotočje Metropolije, Na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. “BandGap-Primerjava-z-dobri-E” - Avtor ni na voljo za branje. S-kei domneva (temelji na trditvah o avtorskih pravicah). - Na voljo ni nobenega strojno berljivega vira. Predpostavljeno lastno delo (na podlagi trditev o avtorskih pravicah) (CC BY-SA 2.5) prek Commons Wikimedia