Rozdiel medzi energiou Fermi a úrovňou Fermi

Kľúčový rozdiel - Fermi energie vs Fermi Level
 

Fermiho energia a hladina fermi sú dva odlišné pojmy, ktoré sa často používajú vzájomne zameniteľne. Fermiho energia je energetický rozdiel kinetickej energie systému obsahujúceho fermiony, zatiaľ čo úroveň Fermi je súbor kinetických a potenciálnych energií systému obsahujúceho fermiony. kľúčový rozdiel medzi energiou Fermi a hladinou Fermi je to Energia Fermi je definovaná iba pre absolútnu nulovú teplotu, zatiaľ čo hladina Fermi je definovaná pre akúkoľvek teplotu.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je Fermi Energy
3. Čo je to úroveň Fermi
4. Porovnanie vedľa seba - Fermiho energia vs Fermiho hladina v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je Fermi Energy?

Fermiho energia je energetický rozdiel medzi najvyššími a najnižšími obsadenými stavmi jednotlivých častíc v kvantovom systéme neinteragujúcich fermionov pri absolútnej nulovej teplote. Stav jednej častice kvantového systému sa týka stavu izolovanej jednej častice. Fermiony sú častice, ktoré sledujú štatistiku Fermi-Diraca. Fermiony zahŕňajú hlavne kvarky a leptóny spolu s elektrónmi, protónmi a neutrónmi. Absolútna nulová teplota je dolná hranica termodynamickej teplotnej stupnice.

Fermiho plyn je skupina častíc fermiónu, ktoré medzi týmito fóliami neinteragujú. Ide teda o fázu hmoty. Je známe, že najnižší okamihový stav Fermiho plynu má nulovú kinetickú energiu. Najnižším okupovaným stavom kovu je spodok jeho vodivého pásma (pásma najbližšie k hladinám Fermi, teda určujú elektrickú vodivosť kovu)..

Obrázok 01: Porovnanie medzier pásma

Fermiony sa riadia Pauliho princípom vylúčenia (princíp, ktorý uvádza, že dve identické fermiony nemôžu obsadzovať rovnaký kvantový stav). Fermiho plyny sa preto dajú analyzovať v stave jednotlivých častíc. Existujú rôzne stavy jednotlivých častíc s rôznymi energiami. Základný stav celého systému možno nájsť pridaním jednej častice do systému súčasne. Tieto pridané fermiony potom obsadzujú najnižšie neobsadené stavy tohto systému. Fermiho energia sa dá určiť, keď boli všetky neobsadené štáty obsadené fermiónmi. To znamená, že aj keď sa všetka energia extrahuje z fermiho plynu, fermiony sa budú stále pohybovať vysokou rýchlosťou.

Čo je Fermiho úroveň?

Fermiho hladina je termín používaný na opis súboru hladín elektrónovej energie pri absolútnej nulovej teplote. Je to koncept štatistiky Fermi-Dirac. Hladina Fermi je označená ako u alebo E._F. Je to termodynamická veličina fyzického tela.

Hladina Fermi je definovaná pre akúkoľvek teplotu. Úroveň Fermi sa vzťahuje na celkovú kinetickú energiu a potenciálnu energiu termodynamického systému obsahujúceho fermiony. Preto môže byť hladina Fermi tiež pomenovaná ako elektrochemický potenciál Fermionu. Hladinu Fermi možno definovať aj pre fermiony, ktoré sú v komplexných interakčných systémoch, keď sa uvažuje termodynamický rovnovážny stav tohto systému..

Aký je rozdiel medzi Fermiho energiou a Fermiho úrovňou?

Fermi Energy vs Fermi Level
Fermiho energia je energetický rozdiel medzi najvyššími a najnižšími obsadenými stavmi jednotlivých častíc v kvantovom systéme neinteragujúcich fermionov pri absolútnej nulovej teplote..	Fermiho hladina je termín používaný na opis súboru hladín elektrónovej energie pri absolútnej nulovej teplote.
teplota
Fermiho energia je definovaná iba pre absolútnu nulovú teplotu.	Hladina fermi je definovaná pre každú teplotu.
Vzťah s energiou
Fermiho energia je kinetický energetický rozdiel medzi stavmi jednotlivých častíc s najvyššou a najnižšou obsadenosťou.	Hladina fermi sa vzťahuje na celkovú kinetickú energiu a potenciálnu energiu termodynamického systému obsahujúceho fermiony.
In Metals
Fermiho energia kovu je energetický rozdiel medzi úrovňou Fermi a najnižším obsadeným stavom jednotlivých častíc.	Fermiho hladina kovu je energia štátu s najvyššou obsadenosťou jednej častice pri absolútnej nulovej teplote.
súčasti
Fermiho energia je definovaná iba pre neinteragujúce fermiony.	Hladinu Fermi možno definovať aj pre fermiony, ktoré sú v komplexných interakčných systémoch.

zhrnutie - Fermi energie vs Fermi Level

Fermiho energia a hladina fermi sú mätúce termíny, pretože spolu úzko súvisia, ale líšia sa navzájom. Rozdiel medzi energiou Fermi a hladinou Fermi je ten, že energia Fermi je definovaná iba pre absolútnu nulovú teplotu, zatiaľ čo hladina Fermi je definovaná pre akúkoľvek teplotu.

referencie:

1. „Fermiho energia“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14. marca 2018. K dispozícii tu 
2. „Úroveň Fermi.“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. marca 2018. K dispozícii tu
3. „Úroveň Fermi“. Fermiho hladina a Fermiho funkcia. K dispozícii tu 

S láskavým dovolením:

1. 'Porovnanie medzier' Indukčnou záťažou (CC BY-SA 2.5) prostredníctvom Commons Wikimedia