Ферми энергия
Определение «Ферми энергия» по БСЭ:
Ферми энергия - ферми-уровень, значение энергии, ниже которой все энергетические состояния частиц вырожденного газа, подчиняющихся статистике ферми - Дирака (фермионов), при абсолютном нуле температуры заняты (см. Статистическая физика). Существование Ф. э. - следствие Паули принципа, согласно которому в состоянии с определённым импульсом p не может находиться более (2s + 1) частиц (s - Спин частицы). Ф. э. совпадает со значениями химического потенциала газа фермионов при T = 0 К. Ф. э. EF можно выразить через число n частиц газа в единице объёма: 27/2702565.tif, где m - масса частицы.
Величина pF = √Ї(2mEF) называется ферми импульсом, или граничным импульсом. При T = 0 К все состояния с импульсами p < pF заняты частицами, а с p > pF - свободны. Иными словами, при T = 0 К фермионы занимают в импульсном пространстве состояния внутри сферы pІ = 2mEF с радиусом pF (ферми-сферы). При нагревании некоторые частицы переходят из состояния с p < pF в состояние с p > pF. Внутри ферми-сферы появляются свободные места, называемые дырками. Величина vF = pF/m = √Ї(2EF ⁄ m), называется ферми-скоростью (или граничной скоростью), определяет верхнюю границу скоростей фермионов при T = 0 К.
Вырожденный газ электронов проводимости в твёрдом теле при T = 0 К заполняет в импульсном пространстве поверхности более сложной формы (см. Ферми поверхность).
Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).
М. И. Каганов.
Ферми - Дирака статистика
Ферми энергия
Ферми-уровень
