费米能级示意图
费米能级是指在费米-狄拉克统计下，描述了一个系统中最高占据能级的能量。它得名于意大利物理学家恩里科·费米。费米能级具有特殊的性质，它将能带分为占据态和非占据态两部分，占据态的能级被认为是被电子填充的，而非占据态的能级则是未被电子填充的。费米能级在凝聚态物理中起着重要的作用，特别是在描述电子在固体中的行为时。它决定了电子的运动和排斥行为，以及导电性质。
根据泡利不相容原理，每个能级上只能容纳一个电子，因此费米能级的位置决定了系统中电子的分布情况。
在零温下，费米能级被认为是占据态和非占据态之间的分界线，能量低于费米能级的能级被填充，能量高于费米能级的能级则为空闲态。
费米能级是指在物质中填充态分布的电子的能量级，其能量大小可以测量材料中电子的状态和传导特性。
费米能级通常用于描述金属、半导体和绝缘体等电子结构的物理特性。
根据保守性原理，费米能级是用于描述材料中所有电子的共享状态，因此其高低程度影响整个材料的电学性质和化学性质。
1. 费米能级是指在零度时，处于绝对零度下的费米气体中，能量最低的未被占据的能级。
2. 这是由于费米气体中的粒子遵循费米-狄拉克统计分布，即每个粒子占据的能级不同，且不能有两个粒子同时占据同一能级，因此在绝对零度下，最低的未被占据的能级即为费米能级。
3. 费米能级在凝聚态物理中有着重要的作用，如在金属中决定了电子的导电性质，也影响了半导体中电子的行为。同时，费米能级还与超导现象、量子霍尔效应等现象有关。
