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Fermi-Dirac Verteilungsfunktion |
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f(E, EF, T) = Wahrscheinlichkeit dafür, daß ein Platz bei der Energie
E in einem System mit Fermienergie EF und Temperatur T besetzt ist.
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Damit Wahrscheinlichkeit für Nichtbesetzung |
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Die "Fermi Verteilung" oder "Fermi Statistik" hat die nebenstehende
Gestalt: | |
f(E, T) = |
1 |
exp |
æ è |
E – EF kT |
ö ø |
+ 1 |
f(E, T) » |
exp – |
E – EF kT |
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für E > EF |
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f(E, EF, T) ist eine universelle
Funktion die für alle fermionischen Systeme im thermodynamischen Gleichgewicht gilt |
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Für den "Hochenergieschwanz" darf man die Boltzmannverteilung verwenden |
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f(E = EF) = ½ definiert die Fermienergie |
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Der "Aufweichungsbereich" liegt in der Größenordnung kT |
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Wichtige Formeln sind | |
n = |
¥
ó õ 0 |
D(E) · f(E,T) · dE |
n(E1, E2) = |
E2
ó õ E1 |
D(E) · f(E,T) · dE |
E(E1, E2) = |
E2
ó õ E1 |
E · D(E) · f(E,T) · dE |
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n = Gesamtvolumendichte der Elektronen des Systems. |
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n(E1, E2) = Volumendichte der
Elektronen im gegebenen Energieintervall | |
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E(E1, E2) = Gesamtenergie(volumendichte)
im gegebenen Energieintervall | |
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Dies Gleichungen gelten immer, d.h. nicht
nur für das freie Elektronengas. Im realen Kristall unterscheidet sich hier nur
die Zustandsdichte von der des freien Elektronengases. | |
© H. Föll (MaWi 2 Skript)