Põhiline erinevus Fermi energia ja Fermi taseme vahel on see, et Fermi energia on fermi taseme energia, samas kui Fermi tase on tahke aine kõige vähem tihed alt seotud elektronide mõõt.
Fermi energia ja Fermi tase on oma nime saanud füüsik Enrico Fermi järgi. Fermi energia on energia väärtus Fermi taseme jaoks absoluutse nulltemperatuuri juures (0 K juures), samas kui Fermi tase on elektronide keemiline potentsiaal.
Mis on Fermi Energy?
Fermi energia on Fermi taseme energia väärtus absoluutse nulltemperatuuri juures (0 K juures). See on maksimaalne kineetiline energia, mis elektronil sellel temperatuuril võib olla. Pealegi on Fermi energia väärtus konkreetse tahke aine puhul konstantne. Mõistet Fermi energia saame määratleda kui materjali kõrgeimat hõivatud energiataset absoluutse nulltemperatuuri juures. Teisisõnu, kõik tahke aine elektronid kipuvad 0 K temperatuuril hõivama energiaolekuid, mis on tahke aine Fermi energiaga või sellest madalamad.
Metallides annab Fermi energia elektronide kiiruse juhtivuse ajal. Seetõttu aitavad metallide juhtivuse ajal protsessi kaasa ainult elektronid, mille energia on lähedane Fermi energiale.
Joonis 01: Metalli, pooljuhtide ja isolaatori ribavahede võrdlemine
Lisaks on Fermi energia mõiste oluline pooljuhtide käitumise kirjeldamisel. Näiteks n-tüüpi pooljuhtide fermienergia on juhtivusriba lähedal. Seevastu p-tüüpi pooljuhtide fermienergia on valentsriba lähedal.
Mis on Fermi tase?
Fermi tase on elektronide keemiline potentsiaal. See on energiatase, milles elektroni leidmise tõenäosus on 50%. See on valentsriba kõrgeim hõivatud molekulaarorbitaal temperatuuril 0 K. Seetõttu on elektronide vastuvõtmiseks palju vabu olekuid. Fermi tase asub ribal, juhtivusriba ja valentsriba vahel.
Mis vahe on Fermi energia ja Fermi taseme vahel?
Fermi energia on Fermi taseme energia väärtus absoluutse nulltemperatuuri juures (0 K juures), samas kui Fermi tase on elektronide keemiline potentsiaal. Seega võime öelda, et peamine erinevus fermi energia ja Fermi taseme vahel on see, et Fermi energia on Fermi taseme energia, samas kui Fermi tase on tahke aine kõige vähem tihed alt seotud elektronide mõõt.
Allpool olev infograafik annab lisateavet fermi energia ja Fermi taseme erinevuse kohta.
Kokkuvõte – Fermi energia vs Fermi tase
Fermi energia on Fermi taseme energia väärtus absoluutse nulltemperatuuri juures (0 K juures), samas kui Fermi tase on elektronide keemiline potentsiaal. Seetõttu on peamine erinevus fermi energia ja Fermi taseme vahel see, et Fermi energia on Fermi taseme energia, samas kui Fermi tase on tahke aine kõige vähem tihed alt seotud elektronide mõõt.
