Tofauti kuu kati ya nishati ya Fermi na kiwango cha Fermi ni kwamba nishati ya Fermi ni nishati ya kiwango cha fermi, ilhali kiwango cha Fermi ni kipimo cha elektroni zilizofungamana kidogo ndani ya solid.
Masharti fermi energy na kiwango cha Fermi yamepewa jina la mwanafizikia Enrico Fermi. Nishati ya Fermi ni thamani ya nishati kwa kiwango cha Fermi katika halijoto ya sifuri kabisa (saa 0 K) huku kiwango cha Fermi ni uwezo wa kemikali wa elektroni.
Fermi Energy ni nini?
Fermi Energy ni thamani ya nishati kwa kiwango cha Fermi katika halijoto ya sifuri kabisa (saa 0 K). Ni nishati ya juu zaidi ya kinetic ambayo elektroni inaweza kuwa nayo katika halijoto hii. Aidha, thamani ya Fermi nishati ni mara kwa mara kwa imara fulani. Tunaweza kufafanua neno Fermi energy kama kiwango cha juu zaidi cha nishati inayokaliwa na nyenzo katika halijoto sifuri kabisa. Kwa maneno mengine, elektroni zote za kigumu huwa na hali ya nishati katika au chini ya nishati ya Fermi katika halijoto ya 0 K.
Katika metali, Fermi energy hutoa kasi ya elektroni wakati wa upitishaji. Kwa hivyo, wakati wa upitishaji wa metali, elektroni zilizo na nishati karibu na nishati ya Fermi pekee ndizo zitachangia mchakato huu.
Kielelezo 01: Kulinganisha Mapengo ya Bendi ya Metali, Semicondukta na Kihami
Zaidi ya hayo, dhana ya Fermi energy ni muhimu katika kuelezea tabia ya semiconductors. Kwa mfano, semiconductors za aina ya n zina nishati yao ya fermi karibu na bendi ya upitishaji. Kinyume chake, semikondukta za aina ya p zina nishati yao ya fermi karibu na bendi ya valence.
Fermi Level ni nini?
Kiwango cha Fermi ni uwezo wa kemikali wa elektroni. Ni kiwango cha nishati ambacho uwezekano wa kupata elektroni ni 50%. Itis ndiyo obitali ya molekuli ya juu zaidi inayokaliwa katika bendi ya valence kwa 0 K. Kwa hivyo, kuna majimbo mengi yaliyo wazi ya kukubali elektroni. Kiwango cha Fermi kiko kwenye bendgap, kati ya bendi ya kondakta na bendi ya valence.
Kuna tofauti gani kati ya Fermi Energy na Fermi Level?
Nishati ya Fermi ni thamani ya nishati kwa kiwango cha Fermi katika halijoto sifuri kabisa (saa 0 K) huku kiwango cha Fermi ni uwezo wa kemikali wa elektroni. Kwa hivyo, tunaweza kusema kwamba tofauti kuu kati ya nishati ya fermi na kiwango cha Fermi ni kwamba nishati ya Fermi ni nishati ya kiwango cha Fermi ilhali kiwango cha Fermi ni kipimo cha elektroni zilizofunga sana ndani ya imara.
Hapo chini ya infographic hutoa maelezo ya ziada kuhusu tofauti kati ya fermi energy na kiwango cha Fermi.
Muhtasari – Fermi Energy vs Fermi Level
Nishati ya Fermi ni thamani ya nishati kwa kiwango cha Fermi katika halijoto sifuri kabisa (saa 0 K) huku kiwango cha Fermi ni uwezo wa kemikali wa elektroni. Kwa hivyo, tofauti kuu kati ya nishati ya fermi na kiwango cha Fermi ni kwamba nishati ya Fermi ni nishati ya kiwango cha Fermi, ilhali kiwango cha Fermi ni kipimo cha elektroni zilizofungwa kwa nguvu kidogo ndani ya solid.
