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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 金属费米能级随温度变化吗
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polaris953

金虫 (小有名气)

[求助] 金属费米能级随温度变化吗

我知道半导体的费米能级是会随着温度变化的，不知道金属的费米能级会随温度变化吗？
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1楼 2012-08-05 18:01:31
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

zhaoyuan0426

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
polaris953: 金币+3, ★★★很有帮助, 讲得很到位，很有帮助 2012-08-23 09:50:13
在T≠0K时，有一半量子态被电子所占据的能级即是费米能级。
除了晶体膨胀引起费米能级降低外，温度升高，费米面附近的电子从格波获得能量就越大，跃迁到费米面以外的电子就越多，原来有一半量子态被电子所占据的能级上的电子就少于一半，有一半量子态被电子所占据的能级必定降低。也就是说，温度升高，费米能反而降低
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7楼2012-08-12 18:35:26
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普通回帖

opanane

木虫 (小有名气)
会。
2楼2012-08-05 18:29:04
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基极电流

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
polaris953: 金币+2, ★★★很有帮助, 多谢交流 2012-08-06 16:48:47
在室温附近，金属费米能级基本稳定不变。
太低温时金属进入超导态，太高温时金属气化或处于等离子态时，费米能级这个概念还有没有意义都不知道。
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西湖太小
3楼2012-08-05 18:33:16
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polaris953

金虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by opanane at 2012-08-05 18:29:04
会。

能详细点解释一下吗？
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4楼2012-08-06 16:49:15
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opanane

木虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by polaris953 at 2012-08-06 16:49:15
能详细点解释一下吗？

费米能级就是化学势，自然会随着温度的变化而变化。实际上金属费米能级的变化应该和本征半导体类似。温度的变化会引起，各能级电子数的变化，费米能级随之变化。
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5楼2012-08-06 22:34:14
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基极电流

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
lovibond: 金币+1, 鼓励交流 2012-08-07 08:08:28
polaris953: 金币+2, ★★★很有帮助 2012-08-08 09:40:48
引用回帖:
5楼: Originally posted by opanane at 2012-08-06 22:34:14
费米能级就是化学势，自然会随着温度的变化而变化。实际上金属费米能级的变化应该和本征半导体类似。温度的变化会引起，各能级电子数的变化，费米能级随之变化。...

说得不错。
不过在室温，金属的费米能级或化学势虽然有变化，但变化不是太大。因为温度体现了物质的内能，而电子的质量比原子核小得多，原子核的震动能量是内能的主要部分。
我们也可以从金属的化学性质在常温时其化学活性与温度的关系并不显著得到印证。金属铝在室温时放在空气中都会被氧化，温度高低变化可能会影响氧化速度，但氧化的形式都是在表面形成氧化层，可以说没有质变。而当温度远离室温，金属铝被火焰点燃时，可以燃烧，发生剧烈的氧化反应。
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西湖太小
6楼2012-08-06 23:36:34
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taofei

捐助贵宾 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
polaris953: 金币+1, ★有帮助, 多谢帮助，很好 2012-08-23 09:50:29
应该是变化的，我做场发射的时候看到很多文章都考虑了随温度变化的金属的功函数，因为功函数实际和费米能级的位置有关，所以金属的费米能级随温度应该是变化的
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8楼2012-08-13 14:14:48
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zs19880824

铜虫 (初入文坛)
几乎不变化。参见王志诚的《热力学与统计物理》关于自由电子起的讲述。
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9楼2012-08-23 21:37:17
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garfield0204

铁虫 (初入文坛)
会的 黄昆的固体物理上有推导  不过现在关于费米能的定义存在多种说法 有的认为费米能是0K时的化学势，有的则认为费米能是一定温度下体系中加入一个电子体系化学能的变化。
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10楼2012-08-28 12:24:55
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