تحقیق در مورد انرژی فرمی در مواد کریستالی

مدل الکترونهای آزاد دید خوبی از ویژگی های فلزات مانند هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی، ظرفیت گرمایی در اختیار ما قرار میدهد ولی قادر به توجیه خیلی از ویژگیهای مهم دیگر نظیر تفاوت میان رساناها، نیمه رساناها و عایق ها نیست. در نتیجه به یک تئوری دقیق تر برای توضیح این موضوع نیاز داریم که همان تئوری ساختار نواری جامدات است. ساختار نواری ناشی از تداخل لایه های الکترونی است و زمانی روی میدهد که فاصله بین دو اتم کم شده و همپوشانی بین لایه های الکترونی ایجاد شود. هنگامی که دو اتم بهم میپیوندند، دو دسته معادلات موج الکترون روی هم قرار گرفته و دو اتم دیگر دارای ابر الکترونی مجزا نبوده بلکه تشکیل یک مولکول میدهند. قسمت مهمی از یک نمودار باند الکتریکی انرژی فرمی است که خواصی مثل خواص اپتیکی، مغناطیسی یا الکتریکی به محل قرارگیری انرژی فرمی در باند وابسته است.