Fermienergi er forskjellen i energi mellom fermionene med høyest og lavest energi i et kvantemekanisk system ved det absolutte nullpunkt.
Fermienergi er sentralt i beskrivelsen av energitilstandene til elektroner i materialer.
fermienergi
I et materiale vil elektronene ved det absolutte nullpunkt for temperatur (T=0) fylle opp alle energinivåer i båndstrukturen helt opp til fermienergien EF.
Anvendelser
Fermienergi er sentralt i beskrivelsen av en rekke forskjellige fysiske fenomener i både faststoff-systemer som metaller og superledere og i stjerner (hvite dverger). I metaller er fermienergien av størrelsesorden 1–10 eV (elektronvolt), mens den er mye høyere, av størrelsesorden 1 MeV (megaelektronvolt) i hvite dverger.
Fermienergi og ferminivå
Fermienergi er oppkalt etter den italiensk-amerikanske fysikeren Enrico Fermi. Begrepet brukes ofte synonymt med ferminivå, selv om disse begrepene strengt tatt har ulik mening. Fermienergien er kun definert for en temperatur på det absolutte nullpunkt (0 kelvin, –273,15 °C), mens ferminivået er definert ved vilkårlig temperatur.
Fysisk beskrivelse
I den kvantemekaniske beskrivelsen av elektroner, beskrives den statistiske oppførselen til elektronene med Fermi-Dirac-statistikk. Siden de er fermioner, kan ikke to elektroner befinne seg i nøyaktig den samme kvantetilstanden. Dermed vil elektroner i et fast stoff befinne seg i tilstander med stadig økende energi, helt til alle elektroner har funnet en tilstand. Energien til tilstanden som har høyest energi av samtlige ved null temperatur kalles fermienergien, når en setter nullnivået for energi ved tilstanden som har lavest energi.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.