Perbedaan antara energi Fermi dan tingkat Fermi
Perbedaan Utama - Fermi Energi vs level fermi
Energi Fermi dan tingkat Fermi adalah dua istilah berbeda yang sering digunakan secara bergantian. Energi fermi adalah perbedaan energi dari energi kinetik suatu sistem yang mengandung fermion sedangkan tingkat fermi adalah kumpulan energi kinetik dan potensial dari suatu sistem yang mengandung fermion. Itu perbedaan utama Antara energi fermi dan tingkat fermi adalah itu Energi Fermi hanya didefinisikan untuk suhu nol absolut sedangkan tingkat Fermi didefinisikan untuk suhu apa pun.
ISI
1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu energi fermi
3. Apa itu level fermi
4. Perbandingan berdampingan - Level Energi Fermi vs Fermi dalam bentuk tabel
5. Ringkasan
Apa itu energi fermi?
Energi Fermi adalah perbedaan energi antara keadaan partikel tunggal tertinggi dan terendah dalam sistem kuantum fermion yang tidak berinteraksi pada suhu nol absolut. Keadaan partikel tunggal dari sistem kuantum mengacu pada keadaan partikel tunggal yang diisolasi. Fermion adalah partikel yang mengikuti statistik Fermi-Dirac. Fermions 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 itu. Oleh karena itu, ini adalah fase materi. Keadaan gas Fermi terendah diketahui memiliki energi kinetik nol. Tetapi keadaan terendah yang ditempati logam adalah bagian bawah pita konduksi (pita yang paling dekat dengan level Fermi, sehingga menentukan konduktivitas listrik logam).
Gambar 01: Perbandingan kesenjangan pita
Fermions mematuhi prinsip eksklusi Pauli (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 negara bagian tunggal yang memiliki energi yang berbeda. Keadaan dasar seluruh sistem dapat ditemukan dengan menambahkan satu partikel ke dalam sistem pada satu waktu. Fermion yang ditambahkan ini kemudian akan menempati keadaan terendah dari sistem itu. Energi Fermi dapat ditentukan ketika semua negara bagian yang tidak dihuni telah ditempati oleh Fermions. Ini berarti, bahkan jika semua energi diekstraksi dari gas fermi, fermion masih akan 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 EF. Ini adalah jumlah termodinamika dari tubuh fisik.
Level Fermi didefinisikan untuk suhu apa pun. Level 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 dari fermion. Tingkat Fermi dapat didefinisikan bahkan untuk fermion yang berada dalam sistem interaksi yang kompleks ketika keadaan keseimbangan termodinamika dari sistem itu dipertimbangkan.
Apa perbedaan antara energi fermi dan tingkat fermi?
Fermi Energy vs Fermi Level | |
| Energi Fermi adalah perbedaan energi antara keadaan partikel tunggal tertinggi dan terendah dalam sistem kuantum fermion yang tidak berinteraksi pada suhu nol absolut. | Level Fermi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pengumpulan tingkat energi elektron pada suhu nol absolut. |
| Suhu | |
| Energi Fermi hanya didefinisikan untuk suhu nol absolut. | Level Fermi didefinisikan untuk suhu apa pun. |
| Hubungan dengan energi | |
| Energi Fermi adalah perbedaan energi kinetik antara keadaan partikel tunggal tertinggi dan terendah. | Level Fermi mengacu pada total energi kinetik dan energi potensial dari sistem termodinamika yang mengandung fermion. |
| Dalam logam | |
| Energi fermi dari logam adalah perbedaan energi antara tingkat fermi dan keadaan partikel tunggal terendah yang ditempati. | Tingkat fermi logam adalah energi dari keadaan partikel tunggal tertinggi yang ditempati pada suhu nol absolut. |
| Komponen | |
| Energi Fermi hanya didefinisikan untuk fermion yang tidak berinteraksi. | Level Fermi dapat didefinisikan bahkan untuk fermion yang ada dalam sistem interaksi yang kompleks. |
Ringkasan - Fermi Energi vs level fermi
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 didefinisikan hanya untuk suhu nol absolut sedangkan tingkat Fermi didefinisikan untuk suhu apa pun.
Referensi:
1.“Energi Fermi.”Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14 Mar. 2018. Tersedia disini
2.“Level Fermi.”Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 Mar. 2018. Tersedia disini
3.“Level Fermi.Level fermi dan fungsi fermi. Tersedia disini
Gambar milik:
1.'Band Gap Comparison'by Inductivead (CC BY-SA 2.5) Via Commons Wikimedia
