Galvenā atšķirība starp Fermi enerģiju un Fermi līmeni ir tā, ka Fermi enerģija ir Fermi līmeņa enerģija, turpretim Fermi līmenis ir vismazāk saistītu elektronu mērs cietā vielā.
Fermi enerģija un Fermi līmenis ir nosaukti fiziķa Enriko Fermi vārdā. Fermi enerģija ir enerģijas vērtība Fermi līmenim absolūtā nulles temperatūrā (pie 0 K), savukārt Fermi līmenis ir elektronu ķīmiskais potenciāls.
Kas ir Fermi enerģija?
Fermi enerģija ir enerģijas vērtība Fermi līmenim absolūtā nulles temperatūrā (pie 0 K). Tā ir maksimālā kinētiskā enerģija, kāda elektronam var būt šajā temperatūrā. Turklāt Fermi enerģijas vērtība konkrētai cietai vielai ir nemainīga. Mēs varam definēt terminu Fermi enerģija kā materiāla augstāko aizņemto enerģijas līmeni absolūtā nulles temperatūrā. Citiem vārdiem sakot, visi cietās vielas elektroni 0 K temperatūrā mēdz aizņemt enerģijas stāvokļus, kas ir vienādi vai zemāki par cietās vielas Fermi enerģiju.
Metālos Fermi enerģija nosaka elektronu ātrumu vadīšanas laikā. Tāpēc metālu vadīšanas laikā procesu veicinās tikai tie elektroni, kuru enerģija ir tuvu Fermi enerģijai.
Attēls 01: Metāla, pusvadītāja un izolatora joslu atstarpes salīdzinājums
Turklāt Fermi enerģijas jēdziens ir svarīgs, aprakstot pusvadītāju uzvedību. Piemēram, n-veida pusvadītāju fermi enerģija ir tuvu vadīšanas joslai. Turpretim p-veida pusvadītāju fermi enerģija ir tuvu valences joslai.
Kas ir Fermi līmenis?
Fermi līmenis ir elektronu ķīmiskais potenciāls. Tas ir enerģijas līmenis, kurā varbūtība atrast elektronu ir 50%. Tā ir visaugstāk aizņemtā molekulārā orbitāle valences joslā pie 0 K. Tāpēc ir daudz brīvu stāvokļu, kas pieņem elektronus. Fermi līmenis atrodas joslas spraugā starp vadīšanas joslu un valences joslu.
Kāda ir atšķirība starp Fermi enerģiju un Fermi līmeni?
Fermi enerģija ir enerģijas vērtība Fermi līmenim absolūtā nulles temperatūrā (pie 0 K), savukārt Fermi līmenis ir elektronu ķīmiskais potenciāls. Tātad, mēs varam teikt, ka galvenā atšķirība starp Fermi enerģiju un Fermi līmeni ir tā, ka Fermi enerģija ir Fermi līmeņa enerģija, turpretim Fermi līmenis ir vismazāk saistītu elektronu mērs cietā vielā.
Zemāk infografikā ir sniegta papildu informācija par atšķirību starp Fermi enerģiju un Fermi līmeni.
Kopsavilkums - Fermi enerģija pret Fermi līmeni
Fermi enerģija ir enerģijas vērtība Fermi līmenim absolūtā nulles temperatūrā (pie 0 K), savukārt Fermi līmenis ir elektronu ķīmiskais potenciāls. Tāpēc galvenā atšķirība starp Fermi enerģiju un Fermi līmeni ir tā, ka Fermi enerģija ir Fermi līmeņa enerģija, turpretim Fermi līmenis ir vismazāk saistītu elektronu mērs cietā vielā.
