Ero Fermi-energian ja Fermi-tason välillä

Avainero - Fermi energia vs. Fermi-taso
 

Fermi-energia ja Fermi-taso ovat kaksi erillistä termiä, joita käytetään usein keskenään. Fermi-energia on fermioneja sisältävän järjestelmän kineettisen energian energiaero, kun taas Fermi-taso on kokoelma fermioita sisältävän järjestelmän kineettisiä ja potentiaalisia energioita. avainero Fermin energian ja Fermin tason välillä on se Fermi-energia määritetään vain absoluuttiselle nollalämpötilalle, kun taas Fermi-taso määritetään kaikille lämpötiloille.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on Fermi Energy
3. Mikä on Fermi-taso?
4. Vertailu rinnakkain - Fermi Energy vs Fermi -taso taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on Fermi Energy?

Fermi-energia on energiaero korkeimpien ja alimpien miehitettyjen yhden hiukkasen tilojen välillä ei-vuorovaikutteisten fermioiden kvanttijärjestelmässä absoluuttisen nollan lämpötilassa. Kvanttijärjestelmän yhden hiukkasen tila viittaa yksittäisen hiukkasen tilaan, joka on eristetty. Fermionit ovat hiukkasia, jotka seuraavat Fermi-Dirac-tilastoja. Fermioneihin kuuluvat pääasiassa kvarkit ja leptonit yhdessä elektronien, protonien ja neutronien kanssa. Absoluuttinen nollalämpötila on termodynaamisen lämpötila-asteikon alaraja.

Fermi-kaasu on ryhmä fermionihiukkasia, joilla ei ole vuorovaikutusta näiden fermionien välillä. Siksi se on asian vaihe. Fermi-kaasun alhaisimmassa käytössä olevassa tilassa tiedetään olevan nolla kineettinen energia. Mutta metallin alhaisin miehitetty tila on sen johtamiskaistan alaosa (kaistat, jotka ovat lähinnä Fermi-tasoja, määrittävät siten metallin sähkönjohtavuuden).

Kuva 01: Kaistavälien vertailu

Fermionit noudattavat Paulin poissulkemisperiaatetta (periaate, jonka mukaan kaksi identtistä fermionia ei voi käyttää samaa kvanttilaa). Siksi Fermi-kaasuja voidaan analysoida yhden hiukkasen tilassa. On olemassa erilaisia ​​yhden hiukkasen tiloja, joilla on erilaiset energiat. Koko järjestelmän perustila voidaan löytää lisäämällä yksi hiukkanen järjestelmään kerrallaan. Nämä lisätyt fermionit miehittävät sitten kyseisen järjestelmän alimmat tyhjät tilat. Fermi-energia voidaan määrittää, kun fermionit ovat miehittäneet kaikki käyttämättömät tilat. Tämä tarkoittaa, että vaikka kaikki energia saadaan Fermi-kaasusta, fermionit liikkuvat edelleen suurilla nopeuksilla.

Mikä on Fermi-taso?

Fermi-taso on termi, jota käytetään kuvaamaan elektronien energiatasojen keräämistä absoluuttisen nollan lämpötilassa. Se on käsite Fermi-Dirac-tilastoista. Fermi-taso on merkitty ug: lla tai E: llä_F. Se on fyysisen kehon termodynaaminen määrä.

Fermi-taso määritetään mistä tahansa lämpötilasta. Fermi-taso tarkoittaa fermioneja sisältävän termodynaamisen järjestelmän kineettisen energian ja potentiaalienergian kokonaismäärää. Siksi Fermi-tasoa voidaan kutsua myös Fermionin sähkökemialliseksi potentiaaliksi. Fermi-taso voidaan määritellä jopa fermioneille, jotka ovat monimutkaisissa vuorovaikutuksessa olevissa järjestelmissä, kun kyseisen järjestelmän termodynaaminen tasapainotila otetaan huomioon.

Mikä on ero Fermi-energian ja Fermi-tason välillä?

Fermi Energia vs. Fermi-taso
Fermi-energia on energiaero korkeimpien ja alimpien miehitettyjen yhden hiukkasen tilojen välillä ei-vuorovaikutteisten fermioiden kvanttijärjestelmässä absoluuttisen nollan lämpötilassa.	Fermi-taso on termi, jota käytetään kuvaamaan elektronien energiatasojen keräämistä absoluuttisen nollan lämpötilassa.
Lämpötila
Fermi-energia määritellään vain absoluuttiseksi nollalämpötilaksi.	Fermi-taso määritetään mistä tahansa lämpötilasta.
Suhde energiaan
Fermi-energia on kineettinen energiaero suurimman ja alimman miehitetyn yhden hiukkasen tilojen välillä.	Fermitaso tarkoittaa fermioneja sisältävän termodynaamisen järjestelmän kineettisen energian ja potentiaalienergian kokonaismäärää.
Julkaisussa Metals
Metallin Fermi-energia on energiaero Fermin tason ja alimman miehitetyn yhden hiukkasen tilan välillä.	Metallin Fermi-taso on korkeimman miehitetyn yksittäisen hiukkasen tilan energia absoluuttisen nollan lämpötilassa.
komponentit
Fermi-energia on määritelty vain vuorovaikuttamattomille fermioneille.	Fermi-taso voidaan määritellä jopa fermioneille, jotka ovat monimutkaisissa vuorovaikutuksessa olevissa järjestelmissä.

Yhteenveto - Fermi energia vs. Fermi-taso

Ferminergia ja Fermi-taso ovat hämmentäviä termejä, koska ne liittyvät läheisesti toisiinsa, mutta eroavat toisistaan. Ero Fermi-energian ja Fermi-tason välillä on, että Fermi-energia määritetään vain absoluuttiselle nollalämpötilalle, kun taas Fermi-taso määritetään kaikille lämpötiloille.

Viite:

1. ”Fermi-energia.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14. maaliskuuta 2018. Saatavilla täältä 
2. ”Fermi-taso.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. maaliskuuta 2018. Saatavilla täältä
3. ”Fermi-taso.” Fermi-taso ja Fermi-toiminto. Saatavilla täältä 

Kuvan kohteliaisuus:

1. 'Rajavertailu' induktiivisella kuormalla (CC BY-SA 2.5) Commons Wikimedian kautta