Kľúčový rozdiel medzi Fermiho energiou a Fermiho hladinou je ten, že Fermiho energia je energia Fermiho hladiny, zatiaľ čo Fermiho hladina je mierou najmenej pevne viazaných elektrónov v pevnej látke.
Pojmy fermiho energia a Fermiho hladina sú pomenované po fyzikovi Enricovi Fermim. Fermiho energia je hodnota energie pre Fermiho hladinu pri absolútnej nulovej teplote (pri 0 K), zatiaľ čo Fermiho hladina je chemický potenciál elektrónov.
Čo je Fermi Energy?
Fermiho energia je hodnota energie pre Fermiho hladinu pri absolútnej nulovej teplote (pri 0 K). Je to maximálna kinetická energia, ktorú môže mať elektrón pri tejto teplote. Okrem toho je hodnota Fermiho energie pre konkrétnu pevnú látku konštantná. Pojem Fermiho energia môžeme definovať ako najvyššiu obsadenú energetickú hladinu materiálu pri absolútnej nulovej teplote. Inými slovami, všetky elektróny tuhej látky majú tendenciu zaberať energetické stavy na alebo pod Fermiho energiou tuhej látky pri teplote 0 K.
V kovoch udáva Fermiho energia rýchlosť elektrónov počas vedenia. Preto počas vedenia kovov budú k procesu prispievať iba elektróny, ktoré majú energiu blízkou energii Fermiho.
Obrázok 01: Porovnanie medzier v pásme kovu, polovodiča a izolátora
Pojem Fermiho energie je navyše dôležitý pri opise správania polovodičov. Napríklad polovodiče typu n majú svoju fermiho energiu blízko vodivého pásma. Naproti tomu polovodiče typu p majú svoju fermiho energiu blízko valenčného pásma.
Čo je Fermi Level?
Fermiho hladina je chemický potenciál elektrónov. Je to energetická hladina, pri ktorej je pravdepodobnosť nájdenia elektrónu 50%. Je to najvyšší obsadený molekulový orbitál vo valenčnom pásme pri 0 K. Preto existuje veľa voľných stavov na prijímanie elektrónov. Fermiho hladina sa nachádza v bandgape medzi vodivým a valenčným pásmom.
Aký je rozdiel medzi Fermiho energiou a Fermiho hladinou?
Fermiho energia je hodnota energie pre Fermiho hladinu pri absolútnej nulovej teplote (pri 0 K), zatiaľ čo Fermiho hladina je chemický potenciál elektrónov. Môžeme teda povedať, že kľúčový rozdiel medzi Fermiho energiou a Fermiho hladinou je ten, že Fermiho energia je energia Fermiho hladiny, zatiaľ čo Fermiho hladina je mierou najmenej pevne viazaných elektrónov v pevnej látke.
Infografika nižšie poskytuje ďalšie podrobnosti o rozdiele medzi Fermiho energiou a Fermiho hladinou.
Zhrnutie – Fermi Energy vs Fermi Level
Fermiho energia je hodnota energie pre Fermiho hladinu pri absolútnej nulovej teplote (pri 0 K), zatiaľ čo Fermiho hladina je chemický potenciál elektrónov. Preto kľúčový rozdiel medzi Fermiho energiou a Fermiho hladinou je ten, že Fermiho energia je energia Fermiho hladiny, zatiaľ čo Fermiho hladina je mierou najmenej pevne viazaných elektrónov v pevnej látke.
