A legfontosabb különbség a Fermi-energia és a Fermi-szint között az, hogy a Fermi-energia a fermi-szint energiája, míg a Fermi-szint a szilárd testen belüli legkevésbé szorosan kötött elektronok mértéke.
A fermi energia és a Fermi szint kifejezéseket Enrico Fermi fizikusról nevezték el. A Fermi-energia a Fermi-szint energiaértéke abszolút nulla hőmérsékleten (0 K-en), míg a Fermi-szint az elektronok kémiai potenciálja.
Mi az a Fermi Energy?
A Fermi-energia a Fermi-szint energiaértéke abszolút nulla hőmérsékleten (0 K-en). Ez az a maximális kinetikus energia, amellyel egy elektron rendelkezhet ezen a hőmérsékleten. Ezenkívül a Fermi-energia értéke egy adott szilárd anyag esetében állandó. A Fermi-energia kifejezést úgy definiálhatjuk, mint egy anyag legmagasabb energiaszintjét abszolút nulla hőmérsékleten. Más szóval, a szilárd test összes elektronja hajlamos a szilárd test Fermi-energiájának megfelelő vagy az alatti energiaállapotokat elfoglalni 0 K hőmérsékleten.
Fémekben a Fermi-energia adja meg az elektronok sebességét a vezetés során. Ezért a fémek vezetése során csak a Fermi-energiához közeli energiájú elektronok vesznek részt a folyamatban.
01. ábra: Fém, félvezető és szigetelő sávközeinek összehasonlítása
Továbbá a Fermi-energia fogalma fontos a félvezetők viselkedésének leírásában. Például az n-típusú félvezetők fermi energiája közel van a vezetési sávhoz. Ezzel szemben a p-típusú félvezetők fermi energiája közel van a vegyértéksávhoz.
Mi az a Fermi-szint?
A fermi szint az elektronok kémiai potenciálja. Ez egy olyan energiaszint, amelyben az elektron megtalálásának valószínűsége 50%. Ez a legmagasabban elfogl alt molekulapálya a vegyértéksávban 0 K-en. Ezért sok üres állapot van az elektronok befogadására. A Fermi-szint a sávszélességen található, a vezetési sáv és a vegyértéksáv között.
Mi a különbség a Fermi-energia és a Fermi-szint között?
A Fermi-energia a Fermi-szint energiaértéke abszolút nulla hőmérsékleten (0 K-en), míg a Fermi-szint az elektronok kémiai potenciálja. Tehát elmondhatjuk, hogy a legfontosabb különbség a fermi-energia és a Fermi-szint között az, hogy a Fermi-energia a Fermi-szint energiája, míg a Fermi-szint a szilárd testen belüli legkevésbé szorosan kötött elektronok mértéke.
Az alábbi infografika további részleteket tartalmaz a fermi-energia és a Fermi-szint közötti különbségről.
Összefoglaló – Fermi energia vs Fermi szint
A Fermi-energia a Fermi-szint energiaértéke abszolút nulla hőmérsékleten (0 K-en), míg a Fermi-szint az elektronok kémiai potenciálja. Ezért a legfontosabb különbség a fermi-energia és a Fermi-szint között az, hogy a Fermi-energia a Fermi-szint energiája, míg a Fermi-szint a szilárd testen belüli legkevésbé szorosan kötött elektronok mértéke.
