Nyckelskillnaden mellan Fermi-energi och Fermi-nivå är att Fermi-energi är energin för fermi-nivå, medan Fermi-nivå är ett mått på minst tätt bundna elektroner i ett fast ämne.
Begreppen fermi-energi och Fermi-nivå är uppkallade efter fysikern Enrico Fermi. Fermi-energi är värdet av energi för en Fermi-nivå vid absolut nolltemperatur (vid 0 K) medan Fermi-nivån är den kemiska potentialen hos elektroner.
Vad är Fermi Energy?
Fermi-energi är värdet av energi för en Fermi-nivå vid absolut nolltemperatur (vid 0 K). Det är den maximala kinetiska energi en elektron kan ha vid denna temperatur. Dessutom är värdet på Fermi-energi konstant för ett visst fast ämne. Vi kan definiera termen Fermi-energi som den högsta upptagna energinivån för ett material vid absolut nolltemperatur. Med andra ord, alla elektroner i ett fast ämne tenderar att uppta energitillstånd vid eller under det fasta ämnets Fermi-energi vid 0 K-temperatur.
I metaller ger Fermi-energi elektronernas hastighet under ledning. Under ledning av metaller kommer därför endast elektroner som har energi nära Fermi-energin att bidra till processen.
Figur 01: Jämföra bandgap av metall, halvledare och isolator
Dessutom är konceptet Fermi-energi viktigt för att beskriva beteendet hos halvledare. Till exempel har halvledare av n-typ sin fermienergi nära ledningsbandet. Däremot har halvledare av p-typ sin fermi-energi nära valensbandet.
Vad är Fermi Level?
Fermi-nivån är den kemiska potentialen hos elektroner. Det är en energinivå där sannolikheten att hitta en elektron är 50 %. Det är den högsta ockuperade molekylära orbitalen i valensbandet vid 0 K. Därför finns det många lediga tillstånd för att acceptera elektroner. Fermi-nivån är placerad vid bandgapet, mellan ledningsbandet och valensbandet.
Vad är skillnaden mellan Fermi Energy och Fermi Level?
Fermi-energi är värdet av energi för en Fermi-nivå vid absolut nolltemperatur (vid 0 K) medan Fermi-nivån är den kemiska potentialen hos elektroner. Så vi kan säga att nyckelskillnaden mellan fermi-energi och Fermi-nivå är att Fermi-energi är energin på Fermi-nivå medan Fermi-nivå är ett mått på minst tätt bundna elektroner i ett fast ämne.
Infografiken nedan ger ytterligare information om skillnaden mellan fermi-energi och Fermi-nivå.
Sammanfattning – Fermi Energy vs Fermi Level
Fermi-energi är värdet av energi för en Fermi-nivå vid absolut nolltemperatur (vid 0 K) medan Fermi-nivån är den kemiska potentialen hos elektroner. Därför är den viktigaste skillnaden mellan fermi-energi och Fermi-nivå att Fermi-energi är energin för Fermi-nivå, medan Fermi-nivå är ett mått på minst tätt bundna elektroner i ett fast ämne.
