फ़र्मी ऊर्जा
फरमी ऊर्जा क्वांटम यांत्रिकी में एक अवधारणा है जो आमतौर पर निरपेक्ष शून्य तापमान पर गैर-अंतःक्रियात्मक फरमिओन्स की एक क्वांटम प्रणाली में उच्चतम और निम्नतम रूप से व्याप्त एकल-कण राज्यों के बीच ऊर्जा अंतर का उल्लेख करती है। एक फर्मी गैस में, सबसे कम कब्जे वाली स्थिति को शून्य गतिज ऊर्जा के लिए लिया जाता है, जबकि एक धातु में, सबसे कम कब्जे वाली स्थिति को आमतौर पर प्रवाहकत्त्व बैंड के नीचे ले जाया जाता है। शब्द "फर्मी ऊर्जा" का उपयोग अक्सर एक अलग अभी तक निकट से संबंधित अवधारणा, फर्मी स्तर (जिसे विद्युत रासायनिक क्षमता भी कहा जाता है) को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। फ़र्मी स्तर और फ़र्मी ऊर्जा के बीच कम से कम कुछ महत्वपूर्ण अंतर हैं। उनका उपयोग इस लेख में किया गया है: • फरमी ऊर्जा को केवल निरपेक्ष शून्य पर परिभाषित किया जाता है, जबकि फरमी स्तर को किसी भी तापमान के लिए परिभाषित किया जाता है। • फर्मी ऊर्जा एक ऊर्जा अंतर है (आमतौर पर एक गतिज ऊर्जा के अनुरूप), जबकि फेरमी स्तर कुल ऊर्जा स्तर होता है जिसमें गतिज ऊर्जा और संभावित ऊर्जा शामिल है। • फरमी ऊर्जा को केवल गैर-अंतःक्रियात्मक फरमिओन्स के लिए परिभाषित किया जा सकता है (जहां संभावित ऊर्जा या बैंड एज एक स्थिर, अच्छी तरह से परिभाषित मात्रा है), जबकि फरमी स्तर (एक इलेक्ट्रॉन की विद्युत रासायनिक क्षमता) जटिल अंतःक्रिया प्रणालियों में भी अच्छी तरह से परिभाषित रहती है। थर्मोडायनामिक संतुलन पर। चूँकि किसी धातु में फरमी स्तर पूर्ण शून्य पर सबसे अधिक व्याप्त एकल कण अवस्था की ऊर्जा है, तो एक धातु में फरमी ऊर्जा शून्य-तापमान पर फरमी स्तर और सबसे कम व्यस्त एकल-कण अवस्था के बीच ऊर्जा अंतर है।