Diferencia entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi

Diferencia entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi

El diferencia clave entre la energía de fermi y el nivel de fermi es que La energía de Fermi es la energía del nivel de Fermi, mientras que el nivel de Fermi es una medida de electrones menos unidos dentro de un sólido.

Los términos Fermi Energy y Fermi nivel llevan el nombre del físico Enrico Fermi. La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 k), mientras que el nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es Fermi Energy? 
3. ¿Qué es el nivel de Fermi?
4. Comparación lado a lado -Energía Fermi Vs Fermi en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es Fermi Energy??

La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 k). Es la energía cinética máxima que un electrón puede tener a esta temperatura. Además, el valor de la energía de Fermi es constante para un sólido particular. Podemos definir el término energía de Fermi como el nivel de energía más alto ocupado de un material a temperatura cero absoluta. En otras palabras, todos los electrones de un sólido tienden a ocupar estados de energía en la energía Fermi del sólido o por debajo de la temperatura de 0 k.

En metales, la energía de Fermi da la velocidad de los electrones durante la conducción. Por lo tanto, durante la conducción de metales, solo los electrones que tienen energía cerca de la energía de Fermi contribuirán al proceso.

Figura 01: Comparación de brechas de banda de metal, semiconductor y aislante

Además, el concepto de energía de Fermi es importante para describir el comportamiento de los semiconductores. Por ejemplo, los semiconductores de tipo N tienen su energía Fermi cerca de la banda de conducción. En contraste, los semiconductores de tipo P tienen su energía de Fermi cerca de la banda de valencia.

¿Qué es el nivel de Fermi??

El nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones. Es un nivel de energía en el que la probabilidad de encontrar un electrón es del 50%. Es el orbital molecular más alto ocupado en la banda de valencia a 0 k. Por lo tanto, hay muchos estados vacantes para aceptar electrones.  El nivel de Fermi se encuentra en la banda de banda, entre la banda de conducción y la banda de valencia.

¿Cuál es la diferencia entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi??

La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 k), mientras que el nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones. Entonces, podemos decir que la diferencia clave entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi es que la energía de Fermi es la energía del nivel de Fermi, mientras que el nivel de Fermi es una medida de electrones menos unidos dentro de un sólido.

A continuación, la infografía proporciona detalles adicionales sobre la diferencia entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi.

Resumen -Fermi Energy vs Fermi nivel

La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 k), mientras que el nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones. Por lo tanto, la diferencia clave entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi es que la energía de Fermi es la energía del nivel de Fermi, mientras que el nivel de Fermi es una medida de electrones menos unidos dentro de un sólido.

Referencia:

1. "¿Qué es Fermi Energy?? - Física." Confluencia de Metropolia, Disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "BandGap-Comparison-WithFermi-e"-No se proporciona un autor legible por máquina. S-Kei asumió (basado en reclamos de derechos de autor). - No se proporciona una fuente legible por máquina. Trabajo propio asumido (basado en reclamos de derechos de autor) (CC BY-SA 2.5) Vía Commons Wikimedia