固体物理学6自由电子论(共16页).doc

固体物理学讲稿 第六章 自由电子论和电子的输运性质6-1电子气的费米能和热容量自由电子气(自由电子费米气体)：自由的、无相互作用的 、遵从泡利原理的电子气。一 费米能量1.模型(索末菲) (1)金属中的价电子彼此之间无相互作用； (2)金属内部势场为恒定势场(价电子各自在势能等于平均势能的势场中运动)；(3)价电子速度服从费米狄拉克分布。2.费米分布函数在热平衡时，能量为E的状态被电子占据的概率是 EF-费米能级(等于这个系统中电子的化学势)，它的意义是在体积不变的条件下，系统增加一个电子所需的自由能。它是温度T和晶体自由电子总数N的函数。随着T的增加，f(E)发生变化的能量范围变宽，但在任何情况下，此能量范围约在EF附近kBT范围内。3.费米面E=EF的等能面称为费米面。在绝对零度时，费米面以内的状态都被电子占据，球外没有电子。T0时，费米球面的半径kF比绝对零度时费米面半径小，此时费米面以内