费米能级,是指在绝对零度(-273.15℃)时,物质中最高占据概率的电子能级。1930年代,意大利物理学家费米首次提出费米能级的概念。
费米能级的提出对解析电子结构和电子运动规律具有重要意义,是诸如超导,等离子体物理,半导体物理等领域的基础性理论原理。
从图中可以看出,在绝对零度时,由于电子填充原理,不同电子状态处于不同的能级。费米能级之上的状态没有电子占领,而费米能级之下的状态则被电子占据。
费米能级在物理学中备受关注,也涉及到了生活方方面面。比如,在半导体工业中,费米能级密度决定了电子与空穴的密度。费米能级还用于解析超导现象、热力学和热电导率等。
费米能级浅显易懂的解释是:它决定了物体中电子的最大的可能密度又被称作费米能(零温下的化学势)。