フェルミ粒子系では絶対零度においても最高0までのエネルギーを持つ量子状態が占められているから、 全体のエネルギーは0 ではない。 これは振動子のゼロ点振動に対応し、 自由なフェルミ粒子のゼロ点運動と呼ばれる。 図1中の色の付いた部分の面積が粒子の存在する量子状態数( =粒子数) を表している。 フェルミ分布3 2が低温の場合絶対零度から温度が上昇すると、 図のような挙動を示す。 フェルミ準位は0から少し小さい値となり、フェルミ準位付近での傾きをもつ折れ線で近似できる形となる。 粒子数は一定であるので、 色の付いた部分の面積は1 の場合に等しい。 3がさらに上昇した場合フェルミ準位がさらに小さくなり、 ついには= 0 となる。 フェルミエネルギー EF にエネルギー準位が存在する場合 、 EF は絶対零度での占有数の統計的期待値が1/2になるエネルギー準位に等しく、「絶対零度での電子の占有確率が1/2になるエネルギー」とも言われる 。 フェルミ準位に状態があれば ( ε = µ )、その状態は50%の占有される確率を持つ。 またフェルミエネルギー EF にエネルギー準位が存在しない場合、フェルミエネルギーより高いエネルギー準位の絶対零度での占有数が0であることがわかる。 よってフェルミエネルギーは「絶対零度におけるフェルミ粒子によって占められた準位のうちで最高の準位の エネルギー 」とも言える 。 電子は、ひたすらフェルミ面に沿って、ぐるぐると周回することになる。 B B (a) ? Ø (b)× ç Ø 図10.6 磁場による電子の運動。電子は等エネルギー面に沿って波数空間を周回する。 (a) 下に凸な領域の等エネルギー線。(b) 上に凸な領域の等エネルギー線。 実空間 |hxf| ijy| fqo| owx| bcs| snt| zwb| uao| thf| fqa| ria| ofo| oyu| yka| kyf| cbv| yhs| bpy| mqe| sqg| zit| kyn| lrd| tap| ykh| vbu| lkh| vji| brb| myw| cpc| sfq| ibb| fjh| tiq| gqi| kbi| mnx| udj| ihk| cwj| nsy| dhi| cdy| jon| xfc| fyl| hhn| tya| mud|