什么是费米能级

费米能级（Fermi level）是固体物理学中的一个重要概念，主要涉及电子在固体中的分布。它是指在一个完全充满电子的能带结构中，电子能量分布达到费米-狄拉克分布时的那个能量值。这个概念源于量子力学中的费米-狄拉克统计，适用于描述费米子（如电子）的能级分布。

具体来说，费米能级有以下几点含义：

1. 定义：费米能级是固体中电子能量分布的边界，当温度趋向绝对零度时，所有低于费米能级的能级都被电子占据，而高于费米能级的能级则没有电子占据。

2. 能带结构：在固体中，电子能量按照一定的规律分布在不同的能带中。费米能级通常位于导带底部或价带顶部。

3. 温度影响：随着温度的升高，电子会从费米能级附近的热激发态跃迁到更高能级，导致费米能级的位置发生微小变化。

4. 导电性：费米能级的位置决定了固体的导电性。当费米能级位于导带中时，固体具有良好的导电性；当费米能级位于价带中时，固体为绝缘体。

5. 应用：费米能级在半导体物理、固体物理、纳米技术等领域有着广泛的应用。