A principal diferença entre a energia de Fermi e o nível de Fermi é que a energia de Fermi é a energia do nível de Fermi, enquanto o nível de Fermi é uma medida de elétrons menos fortemente ligados dentro de um sólido.
Os termos energia de fermi e nível de Fermi são nomeados em homenagem ao físico Enrico Fermi. A energia de Fermi é o valor da energia para um nível de Fermi na temperatura de zero absoluto (a 0 K), enquanto o nível de Fermi é o potencial químico dos elétrons.
O que é Fermi Energy?
energia de Fermi é o valor da energia para um nível de Fermi na temperatura zero absoluto (a 0 K). É a energia cinética máxima que um elétron pode ter nessa temperatura. Além disso, o valor da energia de Fermi é constante para um determinado sólido. Podemos definir o termo energia de Fermi como o nível de energia ocupado mais alto de um material à temperatura zero absoluto. Em outras palavras, todos os elétrons de um sólido tendem a ocupar estados de energia iguais ou abaixo da energia de Fermi do sólido à temperatura de 0 K.
Em metais, a energia de Fermi fornece a velocidade dos elétrons durante a condução. Portanto, durante a condução de metais, apenas elétrons com energia próxima à energia de Fermi contribuirão para o processo.
Figura 01: Comparando Band Gaps de Metal, Semicondutor e Isolador
Além disso, o conceito de energia de Fermi é importante para descrever o comportamento dos semicondutores. Por exemplo, semicondutores do tipo n têm sua energia fermi próxima da banda de condução. Em contraste, os semicondutores do tipo p têm sua energia fermi próxima da banda de valência.
O que é o Nível de Fermi?
Nível de Fermi é o potencial químico dos elétrons. É um nível de energia em que a probabilidade de encontrar um elétron é de 50%. É o orbital molecular mais ocupado na banda de valência a 0 K. Portanto, há muitos estados vagos para aceitar elétrons. O nível de Fermi está localizado no bandgap, entre a banda de condução e a banda de valência.
Qual é a diferença entre a energia de Fermi e o nível de Fermi?
A energia de Fermi é o valor da energia para um nível de Fermi na temperatura de zero absoluto (a 0 K), enquanto o nível de Fermi é o potencial químico dos elétrons. Então, podemos dizer que a principal diferença entre a energia de Fermi e o nível de Fermi é que a energia de Fermi é a energia do nível de Fermi, enquanto o nível de Fermi é uma medida de elétrons menos fortemente ligados dentro de um sólido.
O infográfico abaixo fornece detalhes adicionais sobre a diferença entre a energia de fermi e o nível de Fermi.
Resumo – Fermi Energy vs Fermi Level
A energia de Fermi é o valor da energia para um nível de Fermi na temperatura de zero absoluto (a 0 K), enquanto o nível de Fermi é o potencial químico dos elétrons. Portanto, a principal diferença entre a energia de Fermi e o nível de Fermi é que a energia de Fermi é a energia do nível de Fermi, enquanto o nível de Fermi é uma medida de elétrons menos fortemente ligados dentro de um sólido.
