La energía de Fermi es la energía del nivel más alto ocupado por un sistema cuántico a temperatura nula (0 K). Se denota por EF y recibe su nombre del físico italo-estadounidense Enrico Fermi.
La energía de Fermi es importante a la hora de entender el comportamiento de partículas fermiónicas, como por ejemplo los electrones. Los fermiones son partículas de spin semi-entero que verifican el principio de exclusión de Pauli que dicta que dos fermiones no pueden ocupar simultáneamente el mismo estado cuántico. De esta manera, cuando un sistema posee varios electrones, estos ocuparán niveles de energía mayores a medida que los niveles inferiores se van llenando.
En física del estado sólido la superficie de Fermi es la superficie en el espacio de momentos en la que la energía de excitación total iguala a la energía de Fermi. Esta superficie puede tener una topología no trivial. Brevemente se puede decir que la superficie de Fermi divide los estados electrónicos ocupados de los que permanecen libres.
Enrico Fermi y Paul Dirac, derivaron la estadística de Fermi-Dirac. Esta estadística permite predecir el comportamiento de sistemas formados por un gran número de fermiones, especialmente en cuerpos sólidos.
La energía de Fermi de un gas de Fermi (o gas de electrones libres) no relativista tridimensional se puede relacionar con el potencial químico a través de la ecuación:
Por lo tanto, el potencial químico es aproximadamente igual a la energía de Fermi a temperaturas muy inferiores a una energía característica denominada temperatura de Fermi, εF/kB. Esta temperatura característica es del orden de 105K para un metal a una temperatura ambiente de (300 K), por lo que la energía de Fermi y el potencial químico son esencialmente equivalentes. Este es un detalle significativo dado que es el potencial químico, y no la energía de Fermi, el que aparece en la estadística de Fermi-Dirac.
Datos:Q431335
Febrero 10, 2022
energía, fermi, este, artículo, sección, necesita, referencias, aparezcan, publicación, acreditada, este, aviso, puesto, noviembre, 2018, energía, fermi, energía, nivel, más, alto, ocupado, sistema, cuántico, temperatura, nula, denota, recibe, nombre, físico, . Este articulo o seccion necesita referencias que aparezcan en una publicacion acreditada Este aviso fue puesto el 5 de noviembre de 2018 La energia de Fermi es la energia del nivel mas alto ocupado por un sistema cuantico a temperatura nula 0 K Se denota por EF y recibe su nombre del fisico italo estadounidense Enrico Fermi La energia de Fermi es importante a la hora de entender el comportamiento de particulas fermionicas como por ejemplo los electrones Los fermiones son particulas de spin semi entero que verifican el principio de exclusion de Pauli que dicta que dos fermiones no pueden ocupar simultaneamente el mismo estado cuantico De esta manera cuando un sistema posee varios electrones estos ocuparan niveles de energia mayores a medida que los niveles inferiores se van llenando La energia de Fermi es un concepto que tiene muchas aplicaciones en la teoria del orbital en el comportamiento de los semiconductores y en la fisica del estado solido en general En fisica del estado solido la superficie de Fermi es la superficie en el espacio de momentos en la que la energia de excitacion total iguala a la energia de Fermi Esta superficie puede tener una topologia no trivial Brevemente se puede decir que la superficie de Fermi divide los estados electronicos ocupados de los que permanecen libres Enrico Fermi y Paul Dirac derivaron la estadistica de Fermi Dirac Esta estadistica permite predecir el comportamiento de sistemas formados por un gran numero de fermiones especialmente en cuerpos solidos La energia de Fermi de un gas de Fermi o gas de electrones libres no relativista tridimensional se puede relacionar con el potencial quimico a traves de la ecuacion m ϵ F 1 p 2 12 k B T ϵ F 2 p 4 80 k B T ϵ F 4 displaystyle mu epsilon rm F left 1 frac pi 2 12 left frac k rm B T epsilon mathrm F right 2 frac pi 4 80 left frac k rm B T epsilon rm F right 4 cdots right donde eF es la energia de Fermi kB es la constante de Boltzmann y T es la temperatura Por lo tanto el potencial quimico es aproximadamente igual a la energia de Fermi a temperaturas muy inferiores a una energia caracteristica denominada temperatura de Fermi eF kB Esta temperatura caracteristica es del orden de 105K para un metal a una temperatura ambiente de 300 K por lo que la energia de Fermi y el potencial quimico son esencialmente equivalentes Este es un detalle significativo dado que es el potencial quimico y no la energia de Fermi el que aparece en la estadistica de Fermi Dirac Datos Q431335 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Energia de Fermi amp oldid 119483111, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
