Perbezaan antara Tenaga Fermi dan Tahap Fermi

Perbezaan utama - Fermi Tenaga Vs Fermi Level
 

Tahap Fermi dan Fermi adalah dua istilah berbeza yang sering digunakan secara bergantian. Tenaga Fermi adalah perbezaan tenaga tenaga kinetik sistem yang mengandungi fermion manakala tahap Fermi adalah koleksi tenaga kinetik dan berpotensi sistem yang mengandungi fermion. The Perbezaan utama Antara Tenaga Fermi dan Tahap Fermi ialah Tenaga Fermi hanya ditakrifkan untuk suhu sifar mutlak manakala tahap Fermi ditakrifkan untuk sebarang suhu.

Kandungan

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apa itu Fermi Energy
3. Apakah tahap Fermi
4. Perbandingan sampingan - Tahap Fermi Energy vs Fermi dalam bentuk jadual
5. Ringkasan

Apa itu Fermi Energy?

Tenaga Fermi adalah perbezaan tenaga antara keadaan tunggal partikel yang paling tinggi dan terendah dalam sistem kuantum fermion yang tidak berinteraksi pada suhu sifar mutlak. Keadaan zarah tunggal sistem kuantum merujuk kepada keadaan zarah tunggal yang terpencil. Fermion adalah zarah yang mengikuti statistik Fermi-Dirac. Fermions terutamanya termasuk kuark dan lepton bersama dengan elektron, proton, dan neutron. Suhu sifar mutlak adalah had bawah skala suhu termodinamik.

Gas Fermi adalah sekumpulan zarah fermion yang tidak mempunyai interaksi antara fermion tersebut. Oleh itu, ia adalah fasa perkara. Keadaan gas Fermi yang paling rendah diketahui mempunyai tenaga kinetik sifar. Tetapi keadaan logam yang paling rendah adalah bahagian bawah jalur pengalirannya (band yang paling dekat dengan tahap Fermi, dengan itu menentukan kekonduksian elektrik logam).

Rajah 01: Perbandingan jurang band

Fermions mematuhi prinsip pengecualian Pauli (prinsip yang menyatakan dua fermions yang sama tidak dapat menduduki keadaan kuantum yang sama). Oleh itu, gas Fermi boleh dianalisis dalam keadaan zarah tunggalnya. Terdapat pelbagai zarah tunggal yang mempunyai tenaga yang berbeza. Keadaan tanah keseluruhan sistem boleh didapati dengan menambahkan satu zarah ke dalam sistem pada satu masa. Fermions yang ditambah ini kemudiannya akan menduduki negeri -negeri yang paling tidak didiami sistem itu. Tenaga Fermi dapat ditentukan apabila semua negara yang tidak didiami telah diduduki oleh fermion. Ini bermakna, walaupun semua tenaga diekstrak dari gas Fermi, fermions masih akan bergerak pada kelajuan tinggi.

Apakah tahap Fermi?

Tahap Fermi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pengumpulan tahap tenaga elektron pada suhu sifar mutlak. Ia adalah konsep statistik Fermi-Dirac. Tahap Fermi dilambangkan oleh μ atau E_F. Ia adalah kuantiti termodinamik badan fizikal.

Tahap Fermi ditakrifkan untuk sebarang suhu. Tahap Fermi merujuk kepada jumlah tenaga kinetik dan tenaga berpotensi sistem termodinamik yang mengandungi fermion. Oleh itu, tahap Fermi juga boleh dinamakan sebagai potensi elektrokimia fermion. Tahap Fermi boleh ditakrifkan walaupun untuk fermions yang berada dalam sistem interaksi yang kompleks apabila keadaan keseimbangan termodinamik sistem itu dianggap.

Apakah perbezaan antara Tenaga Fermi dan Tahap Fermi?

Ringkasan - Fermi Tenaga Vs Fermi Level

Tahap Tenaga dan Fermi Fermi adalah istilah yang mengelirukan kerana ia berkait rapat, tetapi berbeza antara satu sama lain. Perbezaan antara tenaga Fermi dan tahap Fermi ialah tenaga Fermi hanya ditakrifkan untuk suhu sifar mutlak manakala tahap Fermi ditakrifkan untuk sebarang suhu.

Rujukan:

1."Fermi Energy."Wikipedia, Yayasan Wikimedia, 14 Mar. 2018. Terdapat di sini 
2."Tahap Fermi."Wikipedia, Yayasan Wikimedia, 3 Mar. 2018. Terdapat di sini
3."Tahap Fermi."Tahap Fermi dan fungsi Fermi. Terdapat di sini 

Ihsan gambar:

1.'Perbandingan jurang band'by inductiveload (cc by-sa 2.5) Melalui Wikimedia Commons