Ključna razlika između Fermijeve energije i Fermijevog nivoa je u tome što je Fermijeva energija energija fermijevog nivoa, dok je Fermijev nivo mjera najmanje čvrsto vezanih elektrona unutar čvrstog tijela.
Izrazi fermi energija i Fermi nivo nazvani su po fizičaru Enriku Fermiju. Fermijeva energija je vrijednost energije za Fermi nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K), dok je Fermijev nivo hemijski potencijal elektrona.
Šta je Fermi energija?
Fermi energija je vrijednost energije za Fermi nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K). To je maksimalna kinetička energija koju elektron može imati na ovoj temperaturi. Štaviše, vrijednost Fermijeve energije je konstantna za određenu čvrstu supstancu. Pojam Fermijeve energije možemo definirati kao najviši zauzeti energetski nivo materijala na temperaturi apsolutne nule. Drugim riječima, svi elektroni čvrstog tijela teže da zauzmu energetska stanja na ili ispod Fermijeve energije čvrstog tijela na temperaturi od 0 K.
U metalima, Fermijeva energija daje brzinu elektrona tokom provodljivosti. Stoga, tokom provodljivosti metala, samo će elektroni koji imaju energiju blisku Fermijevoj energiji doprinijeti procesu.
Slika 01: Poređenje pojaseva metala, poluprovodnika i izolatora
Dalje, koncept Fermijeve energije je važan u opisivanju ponašanja poluprovodnika. Na primjer, poluvodiči n-tipa imaju svoju fermi energiju blizu pojasa provodljivosti. Nasuprot tome, poluvodiči p-tipa imaju svoju fermi energiju blizu valentnog pojasa.
Šta je Fermi nivo?
Fermi nivo je hemijski potencijal elektrona. To je energetski nivo u kojem je vjerovatnoća pronalaska elektrona 50%. To je najviša zauzeta molekularna orbitala u valentnom pojasu na 0 K. Prema tome, postoji mnogo slobodnih stanja za prihvatanje elektrona. Fermijev nivo se nalazi na razmaku pojasa, između pojasa provodljivosti i valentnog pojasa.
Koja je razlika između Fermijeve energije i Fermijevog nivoa?
Fermi energija je vrijednost energije za Fermi nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K), dok je Fermi nivo hemijski potencijal elektrona. Dakle, možemo reći da je ključna razlika između fermijeve energije i Fermijevog nivoa u tome što je Fermijeva energija energija Fermijevog nivoa, dok je nivo Fermija mjera najmanje čvrsto vezanih elektrona unutar čvrstog tijela.
Infografika ispod pruža dodatne detalje o razlici između fermijeve energije i Fermijevog nivoa.
Sažetak – Fermi energija vs Fermi nivo
Fermi energija je vrijednost energije za Fermi nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K), dok je Fermi nivo hemijski potencijal elektrona. Stoga je ključna razlika između fermijeve energije i Fermijevog nivoa u tome što je Fermijeva energija energija Fermijevog nivoa, dok je Fermijev nivo mjera najmanje čvrsto vezanih elektrona unutar čvrstog tijela.
