Физическая энциклопедия - ферми поверхность

изоэнергетич. поверхность в пространстве квазиимпульсов ?(р)=?F, отделяющая область занятых электронных состояний металла от области, в к-рой при T=0К электронов нет. Электроны, имеющие энергию ?F, расположены на Ф. п. Большинство свойств металлов определяют электроны на Ф. п. и в узкой области пространства квазиимпульсов вблизи неё.

Объём, ограниченный Ф. п. WF (приходящийся на 1 элементарную ячейку в пространстве квазиимпульсов), определяется концентрацией n электронов проводимости в металле: 2WF/(2pС›)3=n. Размеры Ф. п. для хороших металлов =С›/a, где а постоянная решётки, обычно n=1/а3. У большинства металлов, кроме большой Ф. п., обнаружены малые полости. У полуметаллов и вырожденных полупроводников объём Ф.

п. мал по сравнению с объёмом элементарной ячейки в пространстве квазиимпульсов. Если занятые электронами состояния находятся внутри Ф. п., то она наз. электронной, если же внутри Ф. п. электронные состояния свободны, то такая поверхность наз. дырочной. Возможно одновременное существование Ф. п. обоих типов. Напр., у Bi Ф. п. состоит из 3 электронных и 1 дырочного эллипсоидов.

замкнутой, напр. у Li, Au, Cu, Agоткрытые Ф. п., у К, Na, Rb, Cs замкнутые. Иногда Ф. п. состоит из открытых и замкнутых полостей. Встречаются Ф. п. сложной топологии, к-рые одновременно являются и электронными и дырочными (напр., у графита). Скорости электронов, расположенных на Ф. п. (Фермиевская скорость): vF=108 см/с, вектор vF направлен по нормали к Ф.