Física a nivel de fermi

Nivel de Fermi, una medida de la energía de los electrones menos apretados dentro de un sólido, llamado así por Enrico Fermi, el físico que lo propuso por primera vez. Es importante para determinar las propiedades eléctricas y térmicas de los sólidos. El valor del nivel de Fermi en cero absoluto (−273.15 ° C) se llama energía de Fermi y es una constante para cada sólido. El nivel de Fermi cambia a medida que el sólido se calienta y los electrones se agregan o se retiran del sólido. Cada una de las muchas energías distintas con las que un electrón puede mantenerse dentro de un sólido se denomina nivel de energía. De acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, cada nivel de energía puede acomodar solo un número limitado de electrones. El nivel de Fermi es cualquier nivel de energía que tiene la probabilidad de que esté lleno hasta la mitad con electrones. Los niveles de energía más bajos que el nivel de Fermi tienden a estar completamente llenos de electrones, mientras que los niveles de energía más altos que los de Fermi tienden a estar vacíos.

Cuando los materiales con diferentes niveles individuales de Fermi se ponen en contacto, algunos electrones fluyen desde el material con el mayor nivel de Fermi hacia el otro material. Esta transferencia de electrones aumenta el nivel inferior de Fermi y disminuye el nivel superior de Fermi. Cuando se completa la transferencia, los niveles de Fermi de los dos materiales son iguales. Este comportamiento es importante en dispositivos electrónicos que yuxtaponen diferentes materiales.