Fizica de nivel Fermi

Nivelul Fermi, o măsură a energiei electronilor cel mai puțin strâns în interiorul unui solid, numit pentru Enrico Fermi, fizicianul care a propus-o pentru prima dată. Este important în determinarea proprietăților electrice și termice ale solidelor. Valoarea nivelului Fermi la zero absolut (−273,15 ° C) se numește energia Fermi și este o constantă pentru fiecare solid. Nivelul Fermi se schimbă pe măsură ce solidul se încălzește și pe măsură ce se adaugă sau se retrag electroni din solid. Fiecare dintre numeroasele energii distincte cu care un electron poate fi ținut în interiorul unui solid se numește nivel de energie. Conform legilor mecanicii cuantice, fiecare nivel de energie poate găzdui doar un număr limitat de electroni. Nivelul Fermi este orice nivel de energie având probabilitatea ca acesta să fie exact pe jumătate umplut cu electroni. Nivelurile de energie mai mici decât nivelul Fermi tind să fie complet umplute cu electroni, în timp ce nivelurile de energie mai mari decât Fermi tind să fie goale.

Când materialele cu diferite niveluri Fermi individuale sunt puse în contact, unii electroni curg din material cu nivelul Fermi mai mare în celălalt material. Acest transfer de electroni crește nivelul Fermi inferior și scade nivelul Fermi mai mare. Când transferul este complet, nivelurile Fermi ale celor două materiale sunt egale. Acest comportament este important în dispozitivele electronice care joacă diferite materiale.