Fermi-Level, ein Maß für die Energie der am wenigsten festgehaltenen Elektronen in einem Festkörper, benannt nach Enrico Fermi, dem Physiker, der es zuerst vorgeschlagen hat. Dies ist wichtig für die Bestimmung der elektrischen und thermischen Eigenschaften von Festkörpern. Der Wert des Fermi-Niveaus bei absolutem Nullpunkt (–273,15 ° C) wird als Fermi-Energie bezeichnet und ist eine Konstante für jeden Festkörper. Das Fermi-Niveau ändert sich, wenn der Feststoff erwärmt wird und wenn dem Feststoff Elektronen hinzugefügt oder daraus entnommen werden. Jede der vielen unterschiedlichen Energien, mit denen ein Elektron in einem Festkörper gehalten werden kann, wird als Energieniveau bezeichnet. Nach den Gesetzen der Quantenmechanik kann jedes Energieniveau nur eine begrenzte Anzahl von Elektronen aufnehmen. Das Fermi-Niveau ist jedes Energieniveau mit der Wahrscheinlichkeit, dass es genau zur Hälfte mit Elektronen gefüllt ist. Niedrigere Energieniveaus als das Fermi-Niveau sind in der Regel vollständig mit Elektronen gefüllt, während höhere Energieniveaus als das Fermi-Niveau tendenziell leer sind.
Wenn Materialien mit unterschiedlichen individuellen Fermi-Gehalten in Kontakt gebracht werden, fließen einige Elektronen vom Material mit dem höheren Fermi-Gehalt in das andere Material. Diese Übertragung von Elektronen erhöht das niedrigere Fermi-Niveau und senkt das höhere Fermi-Niveau. Wenn die Übertragung abgeschlossen ist, sind die Fermi-Werte der beiden Materialien gleich. Dieses Verhalten ist wichtig bei elektronischen Geräten, die unterschiedliche Materialien nebeneinander stellen.
