费米能级是指在费米气体中禁止带 (也称费米面) 上能量最大的能级,由于泡利不相容原理,只能够由一个电子占据。费米能级一般与费米温度联系在一起,费米温度指的是使能够存在部分高于费米能级的概率为1%的温度。
费米气体是一种特殊的气体,它的内部存在着一种电子态,这种态叫做费米态。而费米态将气体分为两种:费米子与玻色子。费米子之间具有泡利不相容原理,以至于一个费米子占据了某个态,其他费米子就无法再次占据这个态。
费米气体广泛应用于许多领域,如固体物理学、原子物理学、等离子体物理学、化学的表面物理、量子电磁学等。在固体电子学领域中,研究费米能级的变化是重要的。在固体波束研究中,估算费米面电子在某个固体样品中所占分数是必须的。
利用费米能级的定义,我们可以通过计算确定费米面的位置。费米能级是研究强子物理、电子物理和平衡物理中非常重要的问题之一。
费米能级这个概念对于我们理解物质的本质、研究物理学、化学、电子学、材料学等方面都有着重要的意义。