費米溫度,亦稱“費密溫度”。費密能量相應的溫度,按TF=EF/k確定,式中,EF為費密能量,k為玻耳茲曼常數。SI單位為開爾文(K)。
基本介紹
- 中文名:費米溫度
- 定義:Tf=Ef/kB
- 套用:物理
- 實質:代表一定的能量值
費米溫度詳解,相關概念,
費米溫度詳解
費米溫度定義為TF=EF/k,EF為費米能量,k為波茲曼常數,理想費米氣體的費米溫度是:
所以以T<<TF表示低溫和高密度。在這種狀態的費米氣體稱為簡併的,因為在這種情形下的費米氣體大部分均在EF以下,每一狀態大都均被二質點占據,所以TF也稱為簡併溫度,其值約為-5×10°K。
相關概念
費米面:在k(波動向量)空間,晶體內電子能量分布為EF費米能量)的等能面,即在絕對零度時電子所能占據的最高能級在k空間的圖形。每一晶體的能帶在k空間的分布均可能非常複雜,能帶與能帶亦常有重合,低能帶的最高能量可能大於高能帶的最低能量,所以在費米面上不同部分的電子狀態可能隸屬於不同的能帶,因此費米面的形狀就更為複雜。由泡利不相容原理可知,只有在費米面附近的電子才有機會自由移動,許多物質的性質均由這些電子的運動決定,所以對於費米面的研究在固態物物理中是重要的課題。T=0K時,費米面以內的狀態都被電子占據,而費米面以外的狀態則沒有電子。T≠0K時,EF<EF',即費米面所包圍的體積比T=0K時要小些,此時,費米面內側能量約為kBT範圍的狀態上的電子被激發到費米面外側約kBT的能量範圍的狀態上。這些電子對金屬的物理特性起更大作用。對自由電子,費米面為球面,球的半徑,成為費米半徑。實際金屬的費米面,一般具有複雜形狀。