費米能級是溫度為絕對零度時固體能帶中充滿電子的最高能級，常用EF表示。對于固體試樣，由于真空能級與表面情況有關(guān)，易改變，所以用該能級作為參考能級。電子結(jié)合能就是指電子所在能級與費米能級的能量差。雖然嚴格來說。

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一、什么是費米能級?

我盡量簡要地和你解釋一下：

如果一個能帶中的某一個能級的能量設(shè)為E，則該能級被電子占據(jù)的概率是符合一個函數(shù)規(guī)律的即為f（E），f（E）稱為費米函數(shù)。

(資料圖)

當f（E）=1/2時，得出的E的值對應(yīng)的能級為費米能級。

一般近似的認為費米能級一下的能級都被電子所填充。

費米能級是溫度為絕對零度時固體能帶中充滿電子的最高能級，常用EF表示。對于固體試樣，由于真空能級與表面情況有關(guān)，易改變，所以用該能級作為參考能級。電子結(jié)合能就是指電子所在能級與費米能級的能量差。

雖然嚴格來說，費米能級等于費米子系統(tǒng)在趨于絕對零度時的化學(xué)勢；但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中，費米能級則經(jīng)常被當做電子或空穴化學(xué)勢的代名詞。一般來說，“費米能級"這個術(shù)語所代表的含義可以從上下語境中判斷。

擴展資料

費米能級差等于費米子系統(tǒng)在趨于絕對零度時的化學(xué)勢；但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中，費米能級差則經(jīng)常被當做電子或空穴化學(xué)勢的代名詞。一般來說，“費米能級差"這個術(shù)語所代表的含義可以從上下語境中判斷。

根據(jù)量子力學(xué)理論，具有半奇數(shù)自旋量子數(shù)（通常為1/2）的費米子，如電子，遵循泡利不相容原理，即一個量子態(tài)只能被一個粒子所占據(jù)。因此，費米子在能級中的分布遵循費米-狄拉克分布。

一個由無相互作用的費米子組成的系統(tǒng)的基態(tài)模型可按照如下的方法構(gòu)造：從無粒子系統(tǒng)開始，將粒子逐個填入現(xiàn)有而未被占據(jù)的最低能量的量子態(tài)，直到所有粒子全部填完。此時，系統(tǒng)的費米能就是最高占據(jù)分子軌道的能量。

參考資料來源：百度百科-費米能級

二、什么是費米能級

（個人覺得解釋的還可以，就復(fù)制下來，留著慢慢研究吧~）費米能級是絕對零度時電子的最高能級.如果真的想了解一些,建議咬牙看一看,我覺得我寫的比較不好理解,物理本來就是這樣.我就從最簡單的自由電子氣體模型來解釋.自由粒子的波函數(shù)是平面波,波動方程是f(r)=(1/V^0.5)*Exp(i k*r)k是平面波波矢,電子能量是E=(hk)^2/2m (這個h是除以2PI后的那個普朗克常數(shù),原來表示此量的符號太不好找了)可以看出,電子對于取不同的k時,可以處在不同能量狀態(tài).下面引入k空間,盡量理解.一般用周期性邊界條件,f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )確定k的取值kx=(2PI/L)Nxky=(2PI/L)Nykz=(2PI/L)NzNx Ny Nz是整數(shù),因此把k看作空間矢量,在k空間中,k只能取一個個分立的點.你可以想象以kx ky kz3個方向建立坐標系,因為Nx Ny Nz是整數(shù),kx ky kz只能取到一個個點.就比如Nx是整數(shù),永遠不會有kx=(2PI/L)*0.4處被取到.每個點代表一種k的取值,前面有說過,每個k都對應(yīng)電子的不同能量狀態(tài),E=(hk)^2/2m ,這些能量狀態(tài)也因為k的分立取值而只能分立出現(xiàn),就是能級.把電子放在k空間的各個點上,代表電子處在那個k值的狀態(tài),也對應(yīng)一個能量狀態(tài),即處在該能級上.因為泡利不相容原理,每個態(tài)上只可以放2個電子,(自旋相反)不會有第3個跟他們在同一個狀態(tài)(k空間的各個點)上.注意:1 不在絕對零度的話,電子填充能級不是僅僅由泡利不相容原理決定,因此費米能級是絕對零度時,電子的最高能級.2 通常宏觀體系的電子數(shù)N很大,電子填充能級時,在k空間的占據(jù)態(tài),也就是可以處在的那N/2的點,會形成一個球形,稱為費米球.這很好想象,粒子總是先占據(jù)能量小的能級,離(0 0 0)越近的能級(哪個點)先占據(jù),最后被占據(jù)的點肯定不會有"支出去"的,而是程球形.這個球面叫費米面,有時也說費米面上的能級是費米能級.我前面說"第N個電子會處在最高能級上(能量最大),這個能級就是費米能級"是為了理解方便,實際上第N個電子,不見得比N-1的能級高了,簡單的看kx=0ky=0kz=1和kx=0ky=1kz=0和kx=1ky=0kz=0不是能量一樣嗎?當離(0 0 0)很遠后,這種k不同但能量一樣或近似一樣的點會更多,形成一個近似的球面--費米面.一般就認為費米面上的能級就是最高能級--費米能級.3 從費米分布函數(shù)角度解釋也可以,費米分布函數(shù)給出了不在絕對0度的情況下各個能級被占據(jù)的幾率,費米能級是本征態(tài)占據(jù)幾率1/2的態(tài)對應(yīng)能級在絕對0度的極限.你可以看黃昆先生的固體物理.4 你問這個問題,應(yīng)該是大學(xué)生了吧.對于f(x y z)=f(x+L y z)=f(x y+L z)=f(x y z+L )確定k的取值,可以自己計算一下.波動方程只是為了得出能級概念,并不需要注意,解法可以去看量子力學(xué).

以上就是小編對于費米能級的相關(guān)信息的介紹，希望能對大家有所幫助。

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