Différence entre l'énergie de Fermi et le niveau de Fermi

Le différence clé Entre l'énergie de Fermi et le niveau de Fermi est que L'énergie de Fermi est l'énergie du niveau de Fermi, tandis que le niveau de Fermi est une mesure des électrons les moins étroitement liés dans un solide.

Les termes Fermi Energy et Fermi sont nommés d'après le physicien Enrico Fermi. L'énergie Fermi est la valeur de l'énergie pour un niveau de Fermi à une température zéro absolue (à 0 K) tandis que le niveau de Fermi est le potentiel chimique des électrons.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que l'énergie Fermi 
3. Qu'est-ce que le niveau de Fermi
4. Comparaison côte à côte -Fermi Energy vs Fermi Niveau sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que l'énergie Fermi?

L'énergie Fermi est la valeur de l'énergie pour un niveau de Fermi à une température nulle absolue (à 0 K). C'est l'énergie cinétique maximale qu'un électron peut avoir à cette température. De plus, la valeur de l'énergie de Fermi est constante pour un solide particulier. Nous pouvons définir le terme énergie Fermi comme le niveau d'énergie le plus occupé d'un matériau à température zéro absolue. En d'autres termes, tous les électrons d'un solide ont tendance à occuper des états d'énergie à ou en dessous de l'énergie de Fermi du solide à une température de 0 K.

Dans les métaux, l'énergie Fermi donne la vitesse des électrons pendant la conduction. Par conséquent, pendant la conduction des métaux, seuls les électrons ayant de l'énergie près de l'énergie de Fermi contribueront au processus.

Figure 01: Comparaison des écarts de bande du métal, du semi-conducteur et de l'isolateur

De plus, le concept d'énergie de Fermi est important pour décrire le comportement des semi-conducteurs. Par exemple, les semi-conducteurs de type N ont leur énergie Fermi près de la bande de conduction. En revanche, les semi-conducteurs de type P ont leur énergie Fermi près de la bande de valence.

Qu'est-ce que le niveau de Fermi?

Le niveau de Fermi est le potentiel chimique des électrons. C'est un niveau d'énergie dans lequel la probabilité de trouver un électron est de 50%. Est l'orbitale moléculaire occupée la plus élevée dans la bande de valence à 0 k. Par conséquent, il existe de nombreux états vacants pour accepter les électrons.  Le niveau de Fermi est situé à la bande interdite, entre le groupe de conduction et la bande de valence.

Quelle est la différence entre l'énergie de Fermi et le niveau de Fermi?

L'énergie Fermi est la valeur de l'énergie pour un niveau de Fermi à une température zéro absolue (à 0 K) tandis que le niveau de Fermi est le potentiel chimique des électrons. Ainsi, nous pouvons dire que la principale différence entre l'énergie de Fermi et le niveau de Fermi est que l'énergie de Fermi est l'énergie du niveau de Fermi tandis que le niveau de Fermi est une mesure des électrons les moins étroitement liés dans un solide.

L'infographie ci-dessous fournit des détails supplémentaires sur la différence entre l'énergie de Fermi et le niveau de Fermi.

Résumé - Fermi Energy vs Fermi Level

L'énergie Fermi est la valeur de l'énergie pour un niveau de Fermi à une température zéro absolue (à 0 K) tandis que le niveau de Fermi est le potentiel chimique des électrons. Par conséquent, la principale différence entre l'énergie de Fermi et le niveau de Fermi est que l'énergie de Fermi est l'énergie du niveau de Fermi, tandis que le niveau de Fermi est une mesure des électrons les moins étroitement liés dans un solide.

Référence:

1. «Qu'est-ce que l'énergie Fermi? - La physique." Métropolie Confluence, Disponible ici.

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1. «Bandgap-comparison-withfermi-e» - Aucun auteur lisible par machine fourni. S-Kei a supposé (sur la base des réclamations du droit d'auteur). - Aucune source lisible par machine fournie. Propre travail assumé (sur la base des réclamations du droit d'auteur) (CC BY-SA 2.5) Via Commons Wikimedia