ФЕ́РМИ-ЭНЕ́РГИЯ

ФЕ́РМИ-ЭНЕ́РГИЯ, уро­вень Фер­ми (ℰ_F), макси­маль­ная энер­гия за­ня­тых фер­мио­на­ми со­стоя­ний в сис­те­ме то­ж­де­ст­вен­ных час­тиц, на­хо­дя­щей­ся при аб­со­лют­ном ну­ле темп-ры (T=0 К). Су­ще­ст­во­ва­ние Ф.-э. обу­слов­ле­но Пау­ли прин­ци­пом, при­во­дя­щим для фер­мио­нов к кван­то­вой Фер­ми – Ди­ра­ка ста­ти­сти­ке. Ф.-э. за­ви­сит от кон­цен­тра­ции n фер­мио­нов и их мас­сы m. Для не­взаи­мо­дей­ст­вую­щих элек­тро­нов с квад­ра­тич­ным за­ко­ном диспер­сии ℰ_F=ћ²(3π²n)^2/3/(2m) (ћ – по­сто­ян­ная План­ка). При ко­неч­ных темп-рах в сис­те­ме фер­мио­нов на­чи­на­ют за­пол­нять­ся со­стоя­ния с энер­ги­ей, боль­шей Ф.-э., и по­яв­ля­ют­ся сво­бод­ные со­стоя­ния, энер­гия ко­то­рых мень­ше Ф.-э. По­ря­док ве­ли­чи­ны Ф.-э. со­став­ля­ет 1–10 эВ в ме­тал­лах, 10^–2–10^–1 эВ в вы­ро­ж­ден­ных по­лу­про­вод­ни­ках и 10^–4 эВ в ³Не.