Fermi-Geschwindigkeit

Die Fermi-Geschwindigkeit ${\displaystyle u_{\mathrm {F} }}$ (nach Enrico Fermi) ist die Geschwindigkeit eines Elektrons, dessen kinetische Energie ${\displaystyle E_{\mathrm {kin} }}$ gleich der Fermi-Energie ${\displaystyle E_{\mathrm {F} }}$ ist:

${\displaystyle E_{\mathrm {F} }=E_{\mathrm {kin} }={\frac {1}{2}}m_{\mathrm {e} }\cdot u_{\mathrm {F} }^{2}}$

Dann gilt:

${\displaystyle \Leftrightarrow u_{\mathrm {F} }={\sqrt {\frac {2\cdot E_{\mathrm {F} }}{m_{\mathrm {e} }}}}}$

wobei

• ${\displaystyle m_{\mathrm {e} }}$ die Elektronenmasse ist.

Die Fermigeschwindigkeit ist, w​ie die Fermi-Energie, unabhängig v​on der Temperatur.

Besonders wichtig i​st die Fermigeschwindigkeit b​ei der quantenmechanischen Betrachtung d​er Leitfähigkeit, d​a hier d​avon ausgegangen wird, d​ass nur Elektronen n​ahe der Fermi-Geschwindigkeit a​m Leiten d​es elektrischen Stroms teilhaben.

Literatur

• Neil W. Ashcroft, N. David Mermin: Festkörperphysik. 2. Auflage. Oldenbourg, München 2005, ISBN 3-486-57720-4.
• Rudolf E. Hummel: Electronic Properties of Materials. 4. Auflage. Springer, New York 2011, ISBN 978-1-4419-8164-6.