फर्मी ऊर्जा और फर्मी स्तर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि फर्मी ऊर्जा फर्मी स्तर की ऊर्जा है, जबकि फर्मी स्तर एक ठोस के भीतर कम से कम कसकर बंधे इलेक्ट्रॉनों का एक उपाय है।
फर्मि ऊर्जा और फर्मी स्तर की शर्तों का नाम भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी के नाम पर रखा गया है। फर्मी ऊर्जा एक फर्मी स्तर के लिए परम शून्य तापमान (0 K) पर ऊर्जा का मान है जबकि फर्मी स्तर इलेक्ट्रॉनों की रासायनिक क्षमता है।
फर्मी एनर्जी क्या है?
Fermi ऊर्जा एक Fermi स्तर के लिए परम शून्य तापमान (0 K पर) पर ऊर्जा का मान है। यह अधिकतम गतिज ऊर्जा है जो इस तापमान पर एक इलेक्ट्रॉन के पास हो सकती है।इसके अलावा, एक विशेष ठोस के लिए फर्मी ऊर्जा का मान स्थिर होता है। हम फर्मी ऊर्जा शब्द को पूर्ण शून्य तापमान पर किसी सामग्री के उच्चतम कब्जे वाले ऊर्जा स्तर के रूप में परिभाषित कर सकते हैं। दूसरे शब्दों में, एक ठोस के सभी इलेक्ट्रॉन 0 K तापमान पर ठोस की फर्मी ऊर्जा पर या उससे नीचे की ऊर्जा अवस्थाओं पर कब्जा कर लेते हैं।
धातुओं में, फर्मी ऊर्जा चालन के दौरान इलेक्ट्रॉनों का वेग देती है। इसलिए, धातुओं के संचालन के दौरान, केवल फर्मी ऊर्जा के करीब ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन ही प्रक्रिया में योगदान देंगे।
चित्रा 01: धातु, अर्धचालक और इन्सुलेटर के बैंड अंतराल की तुलना
इसके अलावा, अर्धचालकों के व्यवहार का वर्णन करने में फर्मी ऊर्जा की अवधारणा महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, n-प्रकार के अर्धचालकों की फर्मी ऊर्जा चालन बैंड के करीब होती है। इसके विपरीत, p-प्रकार के अर्धचालकों की फर्मी ऊर्जा संयोजकता बैंड के निकट होती है।
फर्मी लेवल क्या है?
फर्मि स्तर इलेक्ट्रॉनों की रासायनिक क्षमता है। यह एक ऊर्जा स्तर है जिसमें इलेक्ट्रॉन के मिलने की प्रायिकता 50% होती है। यह 0 K पर वैलेंस बैंड में सबसे अधिक व्याप्त आणविक कक्षीय है। इसलिए, इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने के लिए कई खाली अवस्थाएँ हैं। फर्मी स्तर कंडक्शन बैंड और वैलेंस बैंड के बीच, बैंडगैप पर स्थित होता है।
फर्मि एनर्जी और फर्मी लेवल में क्या अंतर है?
Fermi ऊर्जा निरपेक्ष शून्य तापमान (0 K पर) पर Fermi स्तर के लिए ऊर्जा का मान है जबकि Fermi स्तर इलेक्ट्रॉनों की रासायनिक क्षमता है। तो, हम कह सकते हैं कि फ़र्मी ऊर्जा और फ़र्मी स्तर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि फ़र्मी ऊर्जा फ़र्मी स्तर की ऊर्जा है जबकि फ़र्मी स्तर एक ठोस के भीतर कम से कम कसकर बंधे हुए इलेक्ट्रॉनों का एक उपाय है।
नीचे इन्फोग्राफिक फर्मी ऊर्जा और फर्मी स्तर के बीच अंतर पर अतिरिक्त विवरण प्रदान करता है।
सारांश – फर्मी एनर्जी बनाम फर्मी लेवल
Fermi ऊर्जा निरपेक्ष शून्य तापमान (0 K पर) पर Fermi स्तर के लिए ऊर्जा का मान है जबकि Fermi स्तर इलेक्ट्रॉनों की रासायनिक क्षमता है। इसलिए, फ़र्मी ऊर्जा और फ़र्मी स्तर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि फ़र्मी ऊर्जा फ़र्मी स्तर की ऊर्जा है, जबकि फ़र्मी स्तर एक ठोस के भीतर कम से कम कसकर बंधे हुए इलेक्ट्रॉनों का एक उपाय है।
