Fermi surface (original) (raw)
Die Fermi-Fläche (benannt nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi) ist eine mathematische Konstruktion, die in der Festkörperphysik zur Beschreibung der Energiezustände der Elektronen eines Metalls benutzt wird.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | Die Fermi-Fläche (benannt nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi) ist eine mathematische Konstruktion, die in der Festkörperphysik zur Beschreibung der Energiezustände der Elektronen eines Metalls benutzt wird. (de) In condensed matter physics, the Fermi surface is the surface in reciprocal space which separates occupied from unoccupied electron states at zero temperature. The shape of the Fermi surface is derived from the periodicity and symmetry of the crystalline lattice and from the occupation of electronic energy bands. The existence of a Fermi surface is a direct consequence of the Pauli exclusion principle, which allows a maximum of one electron per quantum state. The study of the Fermi surfaces of materials is called fermiology. (en) En física de la materia condensada, la superficie de Fermi es un borde abstracto en el espacio recíproco útil para predecir las propiedades térmicas, eléctricas, magnéticas y ópticas de metales, semimetales y semiconductores dopados. La forma de la superficie de Fermi se deriva de la periodicidad y la simetría de la red cristalina y de la ocupación de las bandas de energía electrónicas. La existencia de una superficie de Fermi es consecuencia directa del principio de exclusión de Pauli, que permite un máximo de un electrón por estado cuántico. (es) En mécanique quantique et en physique de la matière condensée, la surface de Fermi est une limite abstraite utile pour prédire les caractéristiques électriques, magnétiques, etc. de matériaux, en particulier des métaux. (fr) フェルミ面（フェルミめん英: Fermi surface）とは、E(k)=EF で定義される波数空間上の曲面のことである。ここで、EF はフェルミエネルギー、E(k) は粒子の分散関係である。自由粒子など、分散関係が線形となる場合には球面となるので、特にフェルミ球（フェルミきゅう Fermi sphere）と呼び、その半径をフェルミ波数と呼ぶ。 定義から分かるように、固体中の電子のバンド構造においてフェルミ面を持つのは金属（半金属も含む）のみで、バンドギャップ中にフェルミエネルギーが存在する半導体や絶縁体にはフェルミ面は存在しない。 三次元空間における自由電子のフェルミ面は球形である。比較的自由電子に近いs軌道が価電子となっているアルカリ金属などのフェルミ面には、球形に近いものがある。 フェルミ面の形はフェルミエネルギー近傍のバンド構造に依存し、遷移金属や複雑な金属間化合物などでは非常に複雑なフェルミ面となることがある。 実験的にはサイクロトロン共鳴実験、ドハース・ファンアルフェン効果を使った実験、電子－陽電子消滅実験やコンプトン散乱実験によって求まる運動量密度（運動量分布→電荷密度参照）などからフェルミ面に関する情報が得られる。また、角度分解光電子分光により直接フェルミ面を観測することも可能となっている。 (ja) Het Fermi-oppervlak is een fysische term die met name gebruikt wordt in de fysica van de gecondenseerde materie. Het concept is zeer belangrijk in de beschrijving van metalen. Volgens Allan Mackintosh is de meest zinvolle beschrijving van een metaal zelfs: "Een vaste stof met een Fermi-oppervlak. Het Fermi-oppervlak is het oppervlak waar de energie van een kwantumtoestand hetzelfde is als de Fermi-energie. Veel van de eigenschappen van metalen zijn te verklaren aan de hand van dit oppervlak. Veel van het hedendaagse onderzoek naar het Fermi-oppervlak is er dan ook op gericht methodes te vinden de vorm te meten in metalen en halfgeleiders. Het Fermi-oppervlak is vernoemd naar de natuurkundige Enrico Fermi (29 september 1901 - 28 november 1954). (nl) In fisica della materia condensata, la superficie di Fermi è una superficie nello spazio delle fasi usata per descrivere le proprietà termiche, elettriche, magnetiche e ottiche dei metalli, semimetalli e semiconduttori drogati. La forma della superficie di Fermi dipende dalla periodicità e dalla simmetria del reticolo cristallino e dall'occupazione delle bande energetiche elettroniche. L'esistenza della superficie di Fermi è una conseguenza diretta del principio di esclusione di Pauli, che consente la presenza di un solo elettrone per stato quantico. (it) A Superfície de Fermi é definida como a superfície de energia constante no espaço recíproco. Na temperatura do zero absoluto, a superfície de Fermi separa os orbitais vazios dos orbitais ocupados. Como a corrente elétrica se deve a mudanças na ocupação dos estados próximos da superfície de Fermi, a forma e volume desta determina as propriedades elétricas de um metal. Além disso, a superfície de Fermi também é útil para determinar propriedades térmicas, magnéticas e ópticas dos metais. (pt) Поверхность Ферми — поверхность постоянной энергии в k-пространстве, равной энергии Ферми в металлах или вырожденных полупроводниках. Знание формы поверхности Ферми играет важную роль во всей физике металлов и вырожденных полупроводников, так как благодаря вырожденности электронного газа его, такие как проводимость, магнетосопротивление зависят только от электронов вблизи поверхности Ферми. Поверхность Ферми разделяет заполненные состояния от пустых при абсолютном нуле температур. Более сложная форма поверхности Ферми металлов по сравнению с вырожденными полупроводниками объясняется тем, что одну и ту же энергию Ферми пересекают сразу несколько частично заполненных зон. Различные части поверхности Ферми, произошедшие от пересечения с различными зонами, на рисунках, которые являются результатом теоретических расчетов, выделены различными цветами. Основным способом экспериментального определения топологии поверхности Ферми являются гальваномагнитные измерения. (ru) 费米面是固体物理学中一种抽象的边界或界面，可以用来方便地表征或预测金属、半金属和半导体的热能、电能、磁能和光等的性质。 费米面的存在是泡利不相容原理的直接结论，它允许每个量子态最多有一个电子。 (zh) У фізиці конденсованої речовини поверхня Фермі — це поверхня в імпульсному просторі, яка відокремлює зайняті стани від незайнятих станів електронів при нульовій температурі. Форма поверхні Фермі випливає з періодичності та симетрії кристалічної ґратки та із заповнення електронних енергетичних зон. Існування поверхні Фермі є прямим наслідком принципу заборони Паулі, який допускає максимум один електрон на квантовий стан. Вивчення поверхонь Фермі матеріалів називається ферміологією. (uk) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/Fermi_surface_of_Copper_measured_with_2D_ACAR.jpg?width=300 |
| dbo:wikiPageExternalLink | https://arxiv.org/abs/1406.2948 https://arxiv.org/abs/cond-mat/0208504 |
| dbo:wikiPageID | 986096 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 11742 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1119081984 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Electron_cyclotron_resonance dbr:Electronic_band_structure dbc:Fermi–Dirac_statistics dbr:Boltzmann_constant dbr:De_Haas–van_Alphen_effect dbr:Reciprocal_lattice dbr:Anisotropic dbr:Chemical_potential dbr:Effective_mass_(solid-state_physics) dbr:Modular_arithmetic dbr:Momentum_space dbr:Condensed_matter_physics dbr:Reciprocal_space dbr:Lev_Landau dbr:Magnetic_susceptibility dbr:Shubnikov–de_Haas_effect dbr:Spin_polarization dbc:Condensed_matter_physics dbr:Iron-based_superconductor dbr:Lattice_constant dbr:Fermi_level dbr:Fermi_surface_of_superconducting_cuprates dbr:Ferromagnet dbr:Angle-resolved_photoemission_spectroscopy dbr:Angular_Correlation_of_Electron_Positron_Annihilation_Radiation dbr:Brillouin_zone dbr:Kelvin_probe_force_microscope dbr:Pauli_exclusion_principle dbr:Ground_state dbr:Jahn–Teller_effect dbc:Electric_and_magnetic_fields_in_matter dbr:Lars_Onsager dbr:High-temperature_superconductivity dbr:Speed_of_light dbr:Spin_(physics) dbr:Fermi_energy dbr:Fermi_gas dbr:Fermion dbr:Fermi–Dirac_statistics dbr:Metal_dichalcogenide dbr:Ultra-high_vacuum dbr:Mean_free_path dbr:Spin_density_wave dbr:Ångström dbr:Luttinger's_theorem dbr:Strontium_ruthenate dbr:Superconductor dbr:Electrical_insulation dbr:Bandgap dbr:Resistivity dbr:Absolute_temperature dbr:Reduced_Planck's_constant dbr:Positron_annihilation dbr:Crystalline_lattice dbr:File:Fermi_surface_of_BSCCO_exp.jpg dbr:File:GraphiteFS.png dbr:File:Fermi_surface_of_Copper_measured_with_2D_ACAR.jpg |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Authority_control dbt:Cite_journal dbt:Portal dbt:Reflist dbt:Val |
| dcterms:subject | dbc:Fermi–Dirac_statistics dbc:Condensed_matter_physics dbc:Electric_and_magnetic_fields_in_matter |
| gold:hypernym | dbr:Boundary |
| rdf:type | owl:Thing dbo:AnatomicalStructure |
| rdfs:comment | Die Fermi-Fläche (benannt nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi) ist eine mathematische Konstruktion, die in der Festkörperphysik zur Beschreibung der Energiezustände der Elektronen eines Metalls benutzt wird. (de) In condensed matter physics, the Fermi surface is the surface in reciprocal space which separates occupied from unoccupied electron states at zero temperature. The shape of the Fermi surface is derived from the periodicity and symmetry of the crystalline lattice and from the occupation of electronic energy bands. The existence of a Fermi surface is a direct consequence of the Pauli exclusion principle, which allows a maximum of one electron per quantum state. The study of the Fermi surfaces of materials is called fermiology. (en) En física de la materia condensada, la superficie de Fermi es un borde abstracto en el espacio recíproco útil para predecir las propiedades térmicas, eléctricas, magnéticas y ópticas de metales, semimetales y semiconductores dopados. La forma de la superficie de Fermi se deriva de la periodicidad y la simetría de la red cristalina y de la ocupación de las bandas de energía electrónicas. La existencia de una superficie de Fermi es consecuencia directa del principio de exclusión de Pauli, que permite un máximo de un electrón por estado cuántico. (es) En mécanique quantique et en physique de la matière condensée, la surface de Fermi est une limite abstraite utile pour prédire les caractéristiques électriques, magnétiques, etc. de matériaux, en particulier des métaux. (fr) フェルミ面（フェルミめん英: Fermi surface）とは、E(k)=EF で定義される波数空間上の曲面のことである。ここで、EF はフェルミエネルギー、E(k) は粒子の分散関係である。自由粒子など、分散関係が線形となる場合には球面となるので、特にフェルミ球（フェルミきゅう Fermi sphere）と呼び、その半径をフェルミ波数と呼ぶ。 定義から分かるように、固体中の電子のバンド構造においてフェルミ面を持つのは金属（半金属も含む）のみで、バンドギャップ中にフェルミエネルギーが存在する半導体や絶縁体にはフェルミ面は存在しない。 三次元空間における自由電子のフェルミ面は球形である。比較的自由電子に近いs軌道が価電子となっているアルカリ金属などのフェルミ面には、球形に近いものがある。 フェルミ面の形はフェルミエネルギー近傍のバンド構造に依存し、遷移金属や複雑な金属間化合物などでは非常に複雑なフェルミ面となることがある。 実験的にはサイクロトロン共鳴実験、ドハース・ファンアルフェン効果を使った実験、電子－陽電子消滅実験やコンプトン散乱実験によって求まる運動量密度（運動量分布→電荷密度参照）などからフェルミ面に関する情報が得られる。また、角度分解光電子分光により直接フェルミ面を観測することも可能となっている。 (ja) Het Fermi-oppervlak is een fysische term die met name gebruikt wordt in de fysica van de gecondenseerde materie. Het concept is zeer belangrijk in de beschrijving van metalen. Volgens Allan Mackintosh is de meest zinvolle beschrijving van een metaal zelfs: "Een vaste stof met een Fermi-oppervlak. Het Fermi-oppervlak is het oppervlak waar de energie van een kwantumtoestand hetzelfde is als de Fermi-energie. Veel van de eigenschappen van metalen zijn te verklaren aan de hand van dit oppervlak. Veel van het hedendaagse onderzoek naar het Fermi-oppervlak is er dan ook op gericht methodes te vinden de vorm te meten in metalen en halfgeleiders. Het Fermi-oppervlak is vernoemd naar de natuurkundige Enrico Fermi (29 september 1901 - 28 november 1954). (nl) In fisica della materia condensata, la superficie di Fermi è una superficie nello spazio delle fasi usata per descrivere le proprietà termiche, elettriche, magnetiche e ottiche dei metalli, semimetalli e semiconduttori drogati. La forma della superficie di Fermi dipende dalla periodicità e dalla simmetria del reticolo cristallino e dall'occupazione delle bande energetiche elettroniche. L'esistenza della superficie di Fermi è una conseguenza diretta del principio di esclusione di Pauli, che consente la presenza di un solo elettrone per stato quantico. (it) A Superfície de Fermi é definida como a superfície de energia constante no espaço recíproco. Na temperatura do zero absoluto, a superfície de Fermi separa os orbitais vazios dos orbitais ocupados. Como a corrente elétrica se deve a mudanças na ocupação dos estados próximos da superfície de Fermi, a forma e volume desta determina as propriedades elétricas de um metal. Além disso, a superfície de Fermi também é útil para determinar propriedades térmicas, magnéticas e ópticas dos metais. (pt) 费米面是固体物理学中一种抽象的边界或界面，可以用来方便地表征或预测金属、半金属和半导体的热能、电能、磁能和光等的性质。 费米面的存在是泡利不相容原理的直接结论，它允许每个量子态最多有一个电子。 (zh) У фізиці конденсованої речовини поверхня Фермі — це поверхня в імпульсному просторі, яка відокремлює зайняті стани від незайнятих станів електронів при нульовій температурі. Форма поверхні Фермі випливає з періодичності та симетрії кристалічної ґратки та із заповнення електронних енергетичних зон. Існування поверхні Фермі є прямим наслідком принципу заборони Паулі, який допускає максимум один електрон на квантовий стан. Вивчення поверхонь Фермі матеріалів називається ферміологією. (uk) Поверхность Ферми — поверхность постоянной энергии в k-пространстве, равной энергии Ферми в металлах или вырожденных полупроводниках. Знание формы поверхности Ферми играет важную роль во всей физике металлов и вырожденных полупроводников, так как благодаря вырожденности электронного газа его, такие как проводимость, магнетосопротивление зависят только от электронов вблизи поверхности Ферми. Поверхность Ферми разделяет заполненные состояния от пустых при абсолютном нуле температур. (ru) |
| rdfs:label | Superfície Fermi (ca) Fermi-Fläche (de) Superficie de Fermi (es) Fermi surface (en) Surface de Fermi (fr) Superficie di Fermi (it) フェルミ面 (ja) Fermi-oppervlak (nl) Superfície de Fermi (pt) Поверхность Ферми (ru) Поверхня Фермі (uk) 费米面 (zh) |
| owl:sameAs | freebase:Fermi surface http://d-nb.info/gnd/4154016-5 wikidata:Fermi surface dbpedia-ca:Fermi surface dbpedia-de:Fermi surface dbpedia-es:Fermi surface dbpedia-fr:Fermi surface dbpedia-it:Fermi surface dbpedia-ja:Fermi surface http://ky.dbpedia.org/resource/Ферми_бети dbpedia-nl:Fermi surface dbpedia-pt:Fermi surface dbpedia-ru:Fermi surface dbpedia-uk:Fermi surface dbpedia-zh:Fermi surface https://global.dbpedia.org/id/RKEp |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Fermi_surface?oldid=1119081984&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/Fermi_surface_of_BSCCO_exp.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Fermi_surface_of_Copper_measured_with_2D_ACAR.jpg wiki-commons:Special:FilePath/GraphiteFS.png |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Fermi_surface |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Fermi_sphere |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Samarium_hexaboride dbr:Electron_cyclotron_resonance dbr:Electronic_band_structure dbr:Electron–positron_annihilation dbr:Electroreflectance dbr:Metallic_bonding dbr:Metamagnetism dbr:Brian_Pippard dbr:Bethe_ansatz dbr:List_of_things_named_after_Felix_Bloch dbr:Charge_density_wave dbr:Cuprate_superconductor dbr:Curie's_law dbr:De_Haas–Van_Alphen_effect dbr:Index_of_physics_articles_(F) dbr:K·p_perturbation_theory dbr:Superconductor_Insulator_Transition dbr:Rigid-band_model dbr:Pseudogap dbr:Quantum_oscillations dbr:Electric-field_screening dbr:Electrical_resistivity_and_conductivity dbr:Emmanuel_Rashba dbr:Free_electron_model dbr:George_Chapline_Jr. dbr:Glossary_of_physics dbr:Condensed_matter_physics dbr:Contact_resistance dbr:Magnetic_susceptibility dbr:Shubnikov–de_Haas_effect dbr:Color_superconductivity dbr:Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov_phase dbr:Dispersion_relation dbr:Iron-based_superconductor dbr:K-theory dbr:Laser-based_angle-resolved_photoemission_spectroscopy dbr:Allan_Mackintosh dbr:Alpha_shape dbr:Amalia_Coldea dbr:Angle-resolved_photoemission_spectroscopy dbr:Angular_Correlation_of_Electron_Positron_Annihilation_Radiation dbr:Brillouin_zone dbr:Niobium_triselenide dbr:Dirac_matter dbr:Kohn_anomaly dbr:Rashba–Edelstein_effect dbr:List_of_things_named_after_Enrico_Fermi dbr:Proximity_effect_(superconductivity) dbr:Introduction_to_Solid_State_Physics dbr:Isaak_Pomeranchuk dbr:James_Franck_Institute dbr:Fermi_sphere dbr:Arkady_Aronov dbr:Bloch–Grüneisen_temperature dbr:High-temperature_superconductivity dbr:Quantum_phase_transition dbr:Tight_binding dbr:Distrontium_ruthenate dbr:BCS_theory dbr:Pomeranchuk_instability dbr:Fermi_arc dbr:Fermi_energy dbr:Fermi_gas dbr:Fermi_point dbr:Ilya_Lifshitz dbr:Neil_Ashcroft dbr:Nevill_Francis_Mott dbr:Spin_density_wave dbr:Subir_Sachdev dbr:Van_Hove_singularity dbr:Luttinger's_theorem dbr:Scientific_phenomena_named_after_people dbr:Thomas–Fermi_screening dbr:Vsevolod_Gantmakher |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Fermi_surface |
