fermi enerjisi

• enerji bandı diyagramında iletkenlik ve valans bandı olmak üzere temel olarak iki enerji bandı vardır. bu iki enerji bandı arasındaki bölge yasak enerji boşluğu veya kısaca enerji boşluğu olarak bilinir. fermi seviyesi mutlak sıfır sıcaklıktaki elektron enerji seviyeleri kümelerinin en üst noktasını tanımlamak için kullanılan terimdir. bu kavram fermi-dirac istatistiklerinden gelmektedir. elektronlar fermiyonlardır ve pauli dışlama ilkesine göre iki fermiyon aynı kuantum durumunu işgal edemez. bu durumda mutlak sıfır sıcaklığında mevcut en düşük enerji durumlarına toplanırlar ve elektron enerji durumlarından oluşan bir üst sınır oluştururlar. fermi seviyesi, hiçbir elektronun bu üst sınırın üzerine çıkmak için yeterli enerjiye sahip olmayacağı mutlak sıfır sıcaklığındaki sınırdır. fermi seviyesinin mutlak sıfır sıcaklıktaki değeri fermi enerjisi olarak bilinir. fermi seviyesi katıların bant teorisinde önemli bir rol oynar. fermi seviyesi, katkılı yarı iletkenlerde safsızlıkların etkisiyle p-tipi ve n-tipi olmasına göre ve mutlak sıfır sıcaklığından daha yüksek sıcaklıklarda bant boşluğu içerisinde kayar. metallerde, fermi enerjisi elektrik iletimine katılan elektronların hızları hakkında bilgi verir. iletim süreçlerinde bir elektrona verilebilecek enerji miktarı mikro elektron volt mertebesinde olduğundan sadece fermi enerjisine çok yakın elektronlar bu sürece katılabilir.