ФЕРМИ ЭНЕРГИЯ

ФЕРМИ ЭНЕРГИЯ, ферми-уровень, значение энергии, ниже к-рой все энергетич. состояния частиц вырожденного газа, подчиняющихся статистике Ферми - Дирака (фермионов), при абс. нуле темп-ры заняты (см. Статистическая физика). Существование Ф. э.- следствие Паули принципа, согласно к-рому в состоянии с определённым импульсом р не может находиться более (2s + 1) частиц (s - спин частицы). Ф. э. совпадает со значениями химического потенциала газа фермионов при Т = 0 К. Ф. э. е_F можно выразить через число п частиц газа в единице объёма:

сом , или граничным импульсом. При Т = О К все состояния с импульсами р<р_F заняты частицами, а с р>р_р - свободны. Иными словами, при Т = 0 К фермионы занимают в импульсном пространстве состояния внутри сферы р² = 2тe_F с радиусом р_F(ферми-сферы). При нагревании нек-рые частицы переходят из состояния с р < p_F в состояние с р > р_F. Внутри ферми-сфе-ры появляются свободные места, наз.

(или граничной скоростью), определяет верхнюю границу скоростей фермионов при Т = 0 К.

Вырожденный газ электронов проводимости в твёрдом теле при Т = 0 К заполняет в импульсном пространстве поверхности более сложной формы (см. Ферми поверхность ).

Лит.: Ландау Л.Д.,Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5). М. И. Каганов.