Fermi taseme füüsika

Fermi tase, tahke aine kõige vähem tihedalt hoitavate elektronide energia mõõt, mille nimetas selle esmakordselt välja pakkunud füüsik Enrico Fermi. See on oluline kuivainete elektriliste ja termiliste omaduste kindlaksmääramisel. Fermi taseme väärtust absoluutsel nullil (–273,15 ° C) nimetatakse Fermi energiaks ja see on iga tahke aine konstant. Fermi tase muutub, kui tahke aine soojendatakse ja kui tahkele ainele lisatakse või eemaldatakse elektronid. Iga paljudest eristuvatest energiatest, millega elektron saab tahke aine sees hoida, nimetatakse energiatasandiks. Kvantmehaanika seaduste kohaselt mahutab iga energiatase ainult piiratud arvu elektrone. Fermi tase on mis tahes energiatase, kui on tõenäosus, et see on täpselt pooleldi elektronidega täidetud. Fermi tasemest madalama energiatasandid on tavaliselt täielikult elektronidega täidetud, samas kui Fermi kõrgemad energiatasemed kipuvad olema tühjad.

Kui üksikute Fermi tasemetega materjalid on kokku puutunud, voolavad mõned elektronid kõrgema Fermi tasemega materjalist teise materjali. See elektronide ülekanne tõstab madalamat Fermi taset ja alandab kõrgemat Fermi taset. Kui ülekandmine on lõpule viidud, on kahe materjali Fermi tasemed võrdsed. See käitumine on oluline erinevates materjalides kõrvuti asetsevates elektroonikaseadmetes.