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¿Qué es el nivel de Fermi?

El nivel de Fermi es el nivel de energía más alto lleno de electrones en la banda de energía sólida cuando la temperatura es cero absoluto, a menudo expresado como EF. Para muestras sólidas, dado que el nivel de energía del vacío está relacionado con las condiciones de la superficie y es fácil de cambiar, este nivel de energía se utiliza como nivel de energía de referencia. La energía de enlace del electrón se refiere a la diferencia de energía entre el nivel de energía del electrón y el nivel de Fermi.

Aunque estrictamente hablando, el nivel de Fermi es igual al potencial químico del sistema Fermion cuando se acerca al cero absoluto, en los campos de la física de semiconductores y la electrónica, el nivel de Fermi a menudo se considera como el electrón o sinónimo; con potencial químico hueco. En términos generales, el significado del término "nivel de Fermi" puede juzgarse por el contexto.

Información ampliada

La diferencia de niveles de Fermi es igual al potencial químico del subsistema de Fermi cuando se acerca al cero absoluto, sin embargo, en los campos de la física de semiconductores y la electrónica, el nivel de Fermi; La diferencia se utiliza a menudo como sinónimo del potencial químico de los electrones o de los huecos. En términos generales, el significado del término "diferencia de niveles de Fermi" puede juzgarse por el contexto.

Según la teoría de la mecánica cuántica, los fermiones con números cuánticos de espín semiimpar (normalmente 1/2), como los electrones, siguen el principio de exclusión de Pauli, es decir, un estado cuántico sólo puede verse afectado por una partícula ocupada. Por tanto, la distribución de fermiones en niveles de energía sigue la distribución de Fermi-Dirac.

El modelo del estado fundamental de un sistema compuesto por fermiones que no interactúan se puede construir de la siguiente manera: a partir del sistema libre de partículas, complete los cuantos de menor energía desocupados existentes uno por uno con las partículas. estado hasta que todas las partículas estén llenas. En este momento, la energía de Fermi del sistema es la energía del orbital molecular ocupado más alto.

Enciclopedia Baidu-Nivel Fermi

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