Fermi-Geschwindigkeit

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

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

Dann gilt:

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

wobei

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

Die Fermigeschwindigkeit ist, wie die Fermi-Energie, unabhängig von der Temperatur.

Besonders wichtig ist die Fermigeschwindigkeit bei der quantenmechanischen Betrachtung der Leitfähigkeit, da hier davon ausgegangen wird, dass nur Elektronen nahe der Fermi-Geschwindigkeit am Leiten des 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.