Forskjellen mellom Fermi Energy og Fermi Level
Share
Nøkkelforskjell - Fermi Energi mot Fermi Level
Fermi energi og Fermi nivå er to forskjellige termer som ofte brukes om hverandre. Fermi-energien er en energidifferanse for den kinetiske energien til et system som inneholder fermioner mens Fermi-nivået er en samling av kinetiske og potensielle energier i et system som inneholder fermioner. De nøkkelforskjell mellom Fermi energi og Fermi nivå er det Fermi energi defineres bare for absolutt null temperatur mens Fermi nivå er definert for enhver temperatur.
INNHOLD
1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Fermi Energy
3. Hva er Fermi Level
4. Sammenligning ved siden av siden - Fermi Energy vs Fermi Level i tabellform
5. Sammendrag
Hva er Fermi Energy?
Fermi-energi er energiforskjellen mellom de høyeste og laveste okkuperte enkeltpartikkel-statene i et kvantesystem av ikke-samvirkende fermioner ved absolutt null temperatur. Enkeltpartikkelstaten i et kvantesystem refererer til at tilstanden til en enkeltpartikkel er isolert. Fermioner er partikler som følger Fermi-Dirac statistikk. Fermions inneholder hovedsakelig kvarker og leptoner sammen med elektroner, protoner og nøytroner. Absolutt null temperatur er den nedre grensen til en termodynamisk temperatur skala.
En Fermi-gass er en gruppe av fermionpartikler som ikke har noen interaksjoner mellom de fermioner. Derfor er det en fase av saken. Den laveste okkuperte tilstanden til en Fermi-gass er kjent for å ha null kinetisk energi. Men den laveste okkuperte tilstanden til et metall er bunnen av ledningsbåndet (båndene nærmest Fermi-nivåene, således bestemme metallets elektriske ledningsevne).
Figur 01: En sammenligning av Band Gaps
Fermionene adlyder prinsippet om utelukkelse av Pauli (et prinsipp som angir to identiske fermioner, kan ikke okkupere samme kvante tilstand). Derfor kan Fermi-gassene analyseres i enkeltpartikkeltilstanden. Det er forskjellige single-partikkel stater som har forskjellige energier. Jordtilstanden til hele systemet kan bli funnet ved å legge en partikkel inn i systemet om gangen. Disse tilsatte fermioner vil da okkupere de laveste ubebodde tilstandene til dette systemet. Fermi-energien kan bestemmes når alle ubebodde stater har vært okkupert av fermioner. Dette betyr at selv om all energi er hentet fra en Fermi-gass, vil fermionene fortsatt være i bevegelse ved høye hastigheter.
Hva er Fermi Level?
Fermi nivå er et begrep som brukes til å beskrive samlingen av elektronenerginivåer ved absolutt null temperatur. Det er et konsept av Fermi-Dirac statistikk. Fermi-nivået betegnes av μ eller eF. Det er en termodynamisk mengde av en fysisk kropp.
Fermi-nivået er definert for enhver temperatur. Fermi-nivået refererer til total kinetisk energi og potensiell energi i et termodynamisk system som inneholder fermioner. Derfor kan Fermi-nivået også betegnes som det elektrokemiske potensialet til en Fermion. Fermi-nivået kan defineres jevnt for fermioner som er i komplekse interaksjonssystemer når den termodynamiske likevektstilstanden til det systemet blir vurdert.
Hva er forskjellen mellom Fermi Energy og Fermi Level?
Fermi Energy vs Fermi Level | |
| Fermi-energi er energiforskjellen mellom de høyeste og laveste okkuperte enkeltpartikkel-statene i et kvantesystem av ikke-samvirkende fermioner ved absolutt null temperatur. | Fermi nivå er et begrep som brukes til å beskrive samlingen av elektronenerginivåer ved absolutt null temperatur. |
| Temperatur | |
| Fermi-energi er bare definert for absolutt null-temperatur. | Fermi nivå er definert for enhver temperatur. |
| Forholdet til energi | |
| Fermi-energi er den kinetiske energiforskjellen mellom høyeste og laveste okkuperte enkeltpartikkeltilstander. | Fermi-nivå refererer til total kinetisk energi og potensiell energi i et termodynamisk system som inneholder fermioner. |
| I Metaller | |
| Fermi-energien til et metall er energiforskjellen mellom Fermi-nivå og den laveste okkuperte enkeltpartikkelstaten. | Fermi-nivået av et metall er energien til den høyeste okkuperte enkeltpartikkelstaten ved absolutt null temperatur. |
| komponenter | |
| Fermi-energien er bare definert for ikke-samvirkende fermioner. | Fermi-nivået kan defineres selv for fermioner som er i komplekse interaksjonssystemer. |
Sammendrag - Fermi Energi mot Fermi Level
Fermi energi og Fermi nivå er forvirrende vilkår siden de er nært beslektet, men er forskjellige fra hverandre. Forskjellen mellom Fermi energi og Fermi nivå er at Fermi energi er definert bare for absolutt null temperatur mens Fermi nivå er definert for enhver temperatur.
Henvisning:
1. "Fermi energi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14. mars 2018. Tilgjengelig her
2. "Fermi-nivå." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. mars 2018. Tilgjengelig her
3. "Fermi Level." Fermi nivå og Fermi funksjon. Tilgjengelig her
Bilde Courtesy:
1.'Bånd gap sammenligning 'Med inductiveload (CC BY-SA 2.5) via Commons Wikimedia
