Fermi energija

Fermi energija (Fèrmio enegija), energijos vertė ε_F, žemiau kurios termodinaminio nulio temperatūroje visos leidžiamos fermionų sistemos būsenos yra užimtos ir virš kurios visos leidžiamos būsenos tuščios. Fermi energijos vertė priklauso nuo sistemos ir gali būti nuo mažų elektronvolto dalių iki šimtų elektronvoltų. Kvazitolydaus energijos spektro Fermi dujų, kurių fermiono energija ε ir jo judesio kiekis p susieti lygybe ε = p²/2m (m – fermiono masė arba efektinė masė), ε_F = h²(3n/4π(2s + 1))^2/3/2m; čia h – Plancko konstanta, s – fermiono sukinys, n – fermionų tankis. Metalų laisvųjų elektronų, kaip būdingų Fermi dujų, ε_F yra keli elektronvoltai. Jei fermionų sistemos energijos spektras kvazitolydus, ε_F sutampa su cheminio potencialo, apskaičiuoto, kai termodinaminė temperatūra lygi 0, verte µ₀. Jeigu energijos spektras nėra kvazitolydus (pvz., grynųjų puslaidininkių fermionų), µ₀ ir ε_F nesutampa, bet ir šiuo atveju µ₀ kartais vadinamas Fermi energija.

2469