La diferencia clave entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi es que la energía de Fermi es la energía del nivel de Fermi, mientras que el nivel de Fermi es una medida de los electrones menos unidos dentro de un sólido.
Los términos energía de Fermi y nivel de Fermi llevan el nombre del físico Enrico Fermi. La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 K), mientras que el nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones.
¿Qué es Fermi Energy?
La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 K). Es la energía cinética máxima que puede tener un electrón a esta temperatura. Además, el valor de la energía de Fermi es constante para un sólido en particular. Podemos definir el término energía de Fermi como el nivel más alto de energía ocupada de un material a temperatura cero absoluta. En otras palabras, todos los electrones de un sólido tienden a ocupar estados de energía iguales o inferiores a la energía de Fermi del sólido a una temperatura de 0 K.
En los metales, la energía de Fermi da la velocidad de los electrones durante la conducción. Por lo tanto, durante la conducción de los metales, solo los electrones que tengan una energía cercana a la energía de Fermi contribuirán al proceso.
Figura 01: Comparación de brechas de banda de metal, semiconductor y aislante
Además, el concepto de energía de Fermi es importante para describir el comportamiento de los semiconductores. Por ejemplo, los semiconductores de tipo n tienen su energía fermi cerca de la banda de conducción. Por el contrario, los semiconductores de tipo p tienen su energía fermi cerca de la banda de valencia.
¿Qué es el nivel de Fermi?
El nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones. Es un nivel de energía en el que la probabilidad de encontrar un electrón es del 50%. Es el orbital molecular ocupado más alto en la banda de valencia a 0 K. Por lo tanto, hay muchos estados vacantes para aceptar electrones. El nivel de Fermi se encuentra en la banda prohibida, entre la banda de conducción y la banda de valencia.
¿Cuál es la diferencia entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi?
La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 K), mientras que el nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones. Entonces, podemos decir que la diferencia clave entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi es que la energía de Fermi es la energía del nivel de Fermi, mientras que el nivel de Fermi es una medida de los electrones menos unidos dentro de un sólido.
La siguiente infografía proporciona detalles adicionales sobre la diferencia entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi.
Resumen: Fermi Energy vs Fermi Level
La energía de Fermi es el valor de la energía para un nivel de Fermi a temperatura cero absoluta (a 0 K), mientras que el nivel de Fermi es el potencial químico de los electrones. Por lo tanto, la diferencia clave entre la energía de Fermi y el nivel de Fermi es que la energía de Fermi es la energía del nivel de Fermi, mientras que el nivel de Fermi es una medida de los electrones menos unidos dentro de un sólido.
