Livello di Fermi, una misura dell'energia degli elettroni meno stretti all'interno di un solido, chiamato per Enrico Fermi, il fisico che per primo lo ha proposto. È importante nel determinare le proprietà elettriche e termiche dei solidi. Il valore del livello di Fermi a zero assoluto (−273,15 ° C) è chiamato energia di Fermi ed è una costante per ciascun solido. Il livello di Fermi cambia quando il solido viene riscaldato e quando gli elettroni vengono aggiunti o estratti dal solido. Ognuna delle molte energie distinte con cui un elettrone può essere tenuto all'interno di un solido è chiamata livello di energia. Secondo le leggi della meccanica quantistica, ogni livello di energia può ospitare solo un numero limitato di elettroni. Il livello di Fermi è qualsiasi livello di energia che ha la probabilità che sia esattamente riempito per metà di elettroni. I livelli di energia inferiore rispetto al livello di Fermi tendono ad essere interamente riempiti di elettroni, mentre i livelli di energia più alti del Fermi tendono ad essere vuoti.
Quando materiali con diversi livelli individuali di Fermi vengono messi in contatto, alcuni elettroni fluiscono dal materiale con il livello di Fermi superiore nell'altro materiale. Questo trasferimento di elettroni aumenta il livello inferiore di Fermi e abbassa il livello superiore di Fermi. Al termine del trasferimento, i livelli di Fermi dei due materiali sono uguali. Questo comportamento è importante nei dispositivi elettronici che giustappongono materiali diversi.
