Perbedaan Antara Fermi Energy dan Fermi Level

Perbedaan Utama - Fermi Energi vs Fermi Level
 

Energi Fermi dan tingkat Fermi adalah dua istilah berbeda yang sering digunakan secara bergantian. Energi Fermi adalah perbedaan energi dari energi kinetik dari sistem yang mengandung fermion sedangkan tingkat Fermi adalah kumpulan energi kinetik dan potensial dari sistem yang mengandung fermion. Itu perbedaan utama antara energi Fermi dan tingkat Fermi adalah itu Energi Fermi didefinisikan hanya untuk suhu nol absolut sedangkan tingkat Fermi ditentukan untuk suhu apa pun.

ISI

1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Fermi Energy
3. Apa itu Level Fermi
4. Perbandingan Berdampingan - Fermi Energy vs Fermi Level dalam Bentuk Tabular
5. Ringkasan

Apa itu Energi Fermi??

Energi Fermi adalah perbedaan energi antara keadaan partikel tunggal tertinggi dan terendah dalam sistem kuantum fermion non-interaksi pada suhu nol absolut. Keadaan partikel tunggal dari sistem kuantum mengacu pada keadaan suatu partikel tunggal yang diisolasi. Fermion adalah partikel yang mengikuti statistik Fermi-Dirac. Fermion terutama termasuk quark dan lepton bersama dengan elektron, proton, dan neutron. Suhu nol absolut adalah batas bawah skala suhu termodinamika.

Gas Fermi adalah sekelompok partikel fermion yang tidak memiliki interaksi antara fermion tersebut. Karena itu, ini adalah fase materi. Keadaan terisi terendah dari gas Fermi diketahui memiliki energi kinetik nol. Tetapi tingkat terendah logam yang ditempati adalah bagian bawah pita konduksi (pita yang paling dekat dengan tingkat Fermi, dengan demikian menentukan konduktivitas listrik logam).

Gambar 01: Perbandingan Kesenjangan Band

Fermion mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli (Sebuah prinsip yang menyatakan dua fermion identik tidak dapat menempati keadaan kuantum yang sama). Oleh karena itu, gas Fermi dapat dianalisis dalam keadaan partikel tunggal. Ada berbagai keadaan partikel tunggal yang memiliki energi berbeda. Keadaan dasar dari keseluruhan sistem dapat ditemukan dengan menambahkan satu partikel ke dalam sistem pada suatu waktu. Fermion-fermion yang ditambahkan ini kemudian akan menempati keadaan tidak dihuni yang paling rendah dari sistem itu. Energi Fermi dapat ditentukan ketika semua keadaan tidak dihuni telah ditempati oleh fermion. Ini berarti, bahkan jika semua energi diekstraksi dari gas Fermi, fermion akan tetap bergerak dengan kecepatan tinggi.

Apa itu Level Fermi??

Level Fermi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pengumpulan tingkat energi elektron pada suhu nol absolut. Ini adalah konsep statistik Fermi-Dirac. Level Fermi dilambangkan dengan μ atau E_F. Ini adalah kuantitas termodinamika tubuh fisik.

Level Fermi ditentukan untuk suhu apa pun. Tingkat Fermi mengacu pada total energi kinetik dan energi potensial dari sistem termodinamika yang mengandung fermion. Oleh karena itu, tingkat Fermi juga dapat disebut sebagai potensi elektrokimia Fermion. Level Fermi dapat didefinisikan bahkan untuk fermion yang berada dalam sistem yang berinteraksi kompleks ketika keadaan kesetimbangan termodinamik dari sistem tersebut dipertimbangkan.

Apa Perbedaan Antara Fermi Energy dan Fermi Level?

Fermi Energy vs Fermi Level
Energi Fermi adalah perbedaan energi antara keadaan partikel tunggal tertinggi dan terendah dalam sistem kuantum fermion non-interaksi pada suhu nol absolut.	Level Fermi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pengumpulan tingkat energi elektron pada suhu nol absolut.
Suhu
Energi Fermi hanya ditentukan untuk suhu nol absolut.	Level Fermi didefinisikan untuk semua suhu.
Hubungan dengan Energi
Energi Fermi adalah perbedaan energi kinetik antara keadaan partikel tunggal tertinggi dan terendah yang diduduki.	Level Fermi mengacu pada total energi kinetik dan energi potensial dari sistem termodinamika yang mengandung fermion.
Di Logam
Energi Fermi dari logam adalah perbedaan energi antara tingkat Fermi dan keadaan partikel tunggal terisi terendah.	Tingkat Fermi logam adalah energi dari keadaan partikel tunggal terisi tertinggi pada suhu nol absolut.
Komponen
Energi Fermi hanya ditentukan untuk fermion yang tidak berinteraksi.	Level Fermi dapat didefinisikan bahkan untuk fermion yang berada dalam sistem interaksi yang kompleks.

Ringkasan - Fermi Energi vs Fermi Level

Energi Fermi dan tingkat Fermi adalah istilah yang membingungkan karena mereka terkait erat, tetapi berbeda satu sama lain. Perbedaan antara energi Fermi dan tingkat Fermi adalah bahwa energi Fermi hanya ditentukan untuk suhu nol absolut sedangkan tingkat Fermi ditentukan untuk suhu apa pun.

Referensi:

1. "Energi Fermi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14 Maret 2018. Tersedia di sini 
2. "Tingkat Fermi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 Maret 2018. Tersedia di sini
3. "Tingkat Fermi." Level Fermi dan fungsi Fermi. Tersedia disini 

Gambar milik:

1.'Band gap gap'Dengan inductiveload (CC BY-SA 2.5) melalui Commons Wikimedia