ההבדל העיקרי בין אנרגיית פרמי לרמת פרמי הוא שאנרגיית פרמי היא האנרגיה של רמת פרמי, בעוד שרמת פרמי היא מדד לאלקטרונים הקשורים לפחות בחוזקה בתוך מוצק.
המונחים אנרגיית פרמי ורמת פרמי נקראים על שם הפיזיקאי אנריקו פרמי. אנרגיית פרמי היא הערך של אנרגיה עבור רמת פרמי בטמפרטורת אפס מוחלטת (ב-0 K) בעוד שרמת הפרמי היא הפוטנציאל הכימי של אלקטרונים.
מהי Fermi Energy?
אנרגיית Fermi היא הערך של אנרגיה עבור רמת פרמי בטמפרטורת אפס מוחלטת (ב-0 K). זוהי האנרגיה הקינטית המקסימלית שיכולה להיות לאלקטרון בטמפרטורה זו.יתר על כן, הערך של אנרגיית פרמי קבוע עבור מוצק מסוים. אנו יכולים להגדיר את המונח אנרגיית פרמי כרמת האנרגיה התפוסה הגבוהה ביותר של חומר בטמפרטורת אפס מוחלטת. במילים אחרות, כל האלקטרונים של מוצק נוטים לתפוס מצבי אנרגיה ב- או מתחת לאנרגיית הפרמי של המוצק בטמפרטורת 0 K.
במתכות, אנרגיית פרמי נותנת את מהירות האלקטרונים במהלך ההולכה. לכן, במהלך הולכה של מתכות, רק אלקטרונים בעלי אנרגיה קרובה לאנרגיית הפרמי יתרמו לתהליך.
איור 01: השוואת פערי פס של מתכת, מוליכים למחצה ומבודדים
יתר על כן, הרעיון של אנרגיית פרמי חשוב בתיאור התנהגותם של מוליכים למחצה. לדוגמה, למוליכים למחצה מסוג n יש אנרגיית הפרמי שלהם קרובה לפס ההולכה. לעומת זאת, למוליכים למחצה מסוג p יש אנרגיית הפרמי שלהם קרובה לפס הערכיות.
מהי רמת פרמי?
רמת פרמי היא הפוטנציאל הכימי של אלקטרונים. זוהי רמת אנרגיה שבה ההסתברות למצוא אלקטרון היא 50%. זהו המסלול המולקולרי התפוס הגבוה ביותר ברצועת הערכיות ב-0 K. לכן, ישנם מצבים פנויים רבים לקבל אלקטרונים. רמת ה-Fermi ממוקמת ב-bandgap, בין פס ההולכה לפס הערכיות.
מה ההבדל בין אנרגיה פרמי לרמת פרמי?
אנרגיית פרמי היא הערך של אנרגיה עבור רמת פרמי בטמפרטורת אפס מוחלטת (ב-0 K) בעוד שרמת הפרמי היא הפוטנציאל הכימי של אלקטרונים. לכן, אנו יכולים לומר שההבדל העיקרי בין אנרגיית פרמי לרמת פרמי הוא שאנרגיית פרמי היא האנרגיה של רמת פרמי ואילו רמת פרמי היא מדד של אלקטרונים הקשורים לפחות בחוזקה בתוך מוצק.
להלן אינפוגרפיקה מספקת פרטים נוספים על ההבדל בין אנרגיית פרמי לרמת פרמי.
סיכום – Fermi Energy לעומת רמת Fermi
אנרגיית פרמי היא הערך של אנרגיה עבור רמת פרמי בטמפרטורת אפס מוחלטת (ב-0 K) בעוד שרמת הפרמי היא הפוטנציאל הכימי של אלקטרונים. לכן, ההבדל העיקרי בין אנרגיית פרמי לרמת פרמי הוא שאנרגיית פרמי היא האנרגיה של רמת פרמי, בעוד שרמת פרמי היא מדד לאלקטרונים הקשורים לפחות בחוזקה בתוך מוצק.
