Ključna razlika između Fermijeve energije i Fermijeve razine je u tome što je Fermijeva energija energija Fermijeve razine, dok je Fermijeva razina mjera najmanje čvrsto vezanih elektrona unutar čvrstog tijela.
Pojmovi fermijeva energija i Fermijeva razina nazvani su po fizičaru Enricu Fermiju. Fermijeva energija je vrijednost energije za Fermijev nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K), dok je Fermijev nivo kemijski potencijal elektrona.
Što je Fermijeva energija?
Fermijeva energija je vrijednost energije za Fermijev nivo na temperaturi apsolutnoj nuli (na 0 K). To je najveća kinetička energija koju elektron može imati na ovoj temperaturi. Štoviše, vrijednost Fermijeve energije je konstantna za određeno kruto tijelo. Pojam Fermijeva energija možemo definirati kao najvišu zauzetu energetsku razinu materijala na temperaturi apsolutnoj nuli. Drugim riječima, svi elektroni krutog tijela nastoje zauzeti energetska stanja na ili ispod Fermijeve energije krutog tijela na temperaturi od 0 K.
U metalima, Fermijeva energija daje brzinu elektrona tijekom vodljivosti. Stoga će tijekom provođenja metala samo elektroni koji imaju energiju blisku Fermijevoj energiji pridonijeti procesu.
Slika 01: Usporedba zazora metala, poluvodiča i izolatora
Nadalje, koncept Fermijeve energije važan je u opisivanju ponašanja poluvodiča. Na primjer, poluvodiči n-tipa imaju fermijevu energiju blizu vodljivog pojasa. Nasuprot tome, poluvodiči p-tipa imaju fermijevu energiju blizu valentnog pojasa.
Što je Fermijeva razina?
Fermijeva razina je kemijski potencijal elektrona. To je energetska razina u kojoj je vjerojatnost pronalaska elektrona 50%. To je najviša zauzeta molekularna orbitala u valentnom pojasu na 0 K. Stoga postoji mnogo slobodnih stanja za prihvaćanje elektrona. Fermijeva razina nalazi se u pojasnom pojasu, između vodljivog i valentnog pojasa.
Koja je razlika između Fermijeve energije i Fermijeve razine?
Fermijeva energija je vrijednost energije za Fermijev nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K), dok je Fermijev nivo kemijski potencijal elektrona. Dakle, možemo reći da je ključna razlika između Fermijeve energije i Fermijeve razine u tome što je Fermijeva energija energija Fermijeve razine, dok je Fermijeva razina mjera najmanje čvrsto vezanih elektrona unutar čvrstog tijela.
Donja infografika pruža dodatne detalje o razlici između Fermijeve energije i Fermijeve razine.
Sažetak – Fermijeva energija naspram Fermijeve razine
Fermijeva energija je vrijednost energije za Fermijev nivo na temperaturi apsolutne nule (na 0 K), dok je Fermijev nivo kemijski potencijal elektrona. Stoga je ključna razlika između Fermijeve energije i Fermijeve razine u tome što je Fermijeva energija energija Fermijeve razine, dok je Fermijeva razina mjera najmanje čvrsto vezanih elektrona unutar čvrstog tijela.
