[re] chemical potential과 fermi energy(?)

by 한인모 posted May 22, 2003
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>아는 데로만 말씀 드리면
>
>chemical potential(이후로는 CP)은 입자 하나가 들어갈때 증가하는 에너지의 양입니다. 이는 수식에는
>다른 조건은 고정하고 입자만 첨가하므로 편미분의 꼴이 나옵니다. 이때 CP의 대상은 어떠한 (기체나
>빛이나 그외 기타등등)조건도 없습니다.
>
>fermi energy는 fermi dirac distribution을 따르는 입자(즉 파울리 베타의 원리를 따르는 페르미온)의
>경우 입자가 늘어나면 에너지 준위가 퍼져서 절대온도 0K일때 아래준위가 다 차서 어쩔수 없이 존재하는
>최저 에너지 상한이 (말이 이상한데 모든 입자들의 에너지를 minimize시킨 상태에서의 maximum
>에너지를 지닌 입자의 에너지 값) 존재하는 데 이를 fermi-energy라 합니다. 이때 에너지가 최저점(0K)
>이라면 입자 하나를 더 첨가했을때 첨가된 에너지는 어쩔수 없이 fermi energy바로 위의 준위를 차지할
>수 밖에 없는데 따라서 위의 CP로 볼 수 있는 것입니다. 이때 절대 온도0K이 아니라면 distribution이 달라지므로 정확히 fermi energy바로위에 들어가게 될지는 모르지만 결국 에너지의 유동이 용이한 부분이
>fermi energy 부근이므로(0K에서도 이렇게 설명할 수 있죠.) 아마도 fermi energy를 CP로 볼 수 있을 것입니다.

이 부분이 잘 이해가 안갑니다.  즉, 온도가 0K 일 때는 이해가 가는데 온도가 0K 보다 커질 때가 잘

이해가 가질 않는군요. 좀 더 자세히 설명해주세요.  

>
>
>즉 fermi energy는 CP에 포함되고 -충분조건
>단 페르미온 같은 계에 있을때(페르미 디락 통계가 적용되는 상황일때) 라는 조건이 붙을 때 의 CP는 fermi-energy라고 할 수 있습니다. -아마도 필요충분조건--이건 아닐 수도 있음.
>
>오늘 수업에 들은 내용을 다시 생각해 보면
>
>CP는 입자 사이의 interaction 으로 인한 에너지 증-감소분을 생각 해 줘야 하는데 페르미온의 경우
>파울리 베타의 원리에 의해 에너지가 퍼지고(split되고) 물질 파장이 달리져서 실질적인 interaction이
>거의 없습니다. 따라서 CP에서 고려해 줘야 하는 전자들 사이의 interaction은 0으로 간주하고 에너지
>퍼짐 현상에 의한(이것도 전자간의 interaction이지만) 에너지 증가분만을 CP로 계산 하는 것입니다.

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