Si considera un metal típico, la banda de mayor energía (es decir, la banda de conducción) está parcialmente llena. La banda de conducción es efectivamente continua, por lo que la energía térmica puede excitar electrones dentro de esta banda dejando huecos más abajo en la banda.

En el cero absoluto no hay energía térmica, por lo que los electrones llenan la banda comenzando desde la parte inferior y allí es un corte brusco en el nivel de energía ocupado más alto. Esta energía define la energía de Fermi.

A temperaturas finitas no existe un electrón más energético claramente definido porque la energía térmica excita continuamente los electrones dentro de la banda. Lo mejor que puede hacer es definir el nivel de energía con un 50% de probabilidad de ocupación, y este es el nivel de Fermi.

Depende de a quién le preguntes.

Si le preguntas a alguien con experiencia en física del estado sólido, probablemente responderá en la línea de Colin McFaul o John Rennie: el nivel de fermi es el mismo que el químico potencial (o tal vez uno debería decir "potencial electroquímico"), es decir, la energía a la que un estado tiene un 50% de probabilidad de estar ocupado, mientras que la energía fermi es el nivel fermi en el cero absoluto.

Si preguntas alguien con experiencia en ingeniería de semiconductores, probablemente dará la misma definición de "nivel fermi", pero dirán que "energía fermi" significa exactamente lo mismo que nivel fermi. (La pregunta obvia es: "Entonces, ¿qué término usaría un ingeniero de semiconductores para describir el nivel de fermi en el cero absoluto? ¡La respuesta es que lo llaman" el nivel de fermi en el cero absoluto "!)

La energía de Fermi es como usted describe: es el nivel ocupado más alto en el cero absoluto. El nivel de Fermi es el potencial químico. Es el nivel de energía con un 50% de probabilidad de estar ocupado a una temperatura finita T. La energía de Fermi no depende de la temperatura; el nivel de Fermi depende de la temperatura.

El nivel de Fermi como un estado con 50% de probabilidad de ser ocupado por un electrón para la temperatura dada del sólido y en el cero absoluto, la ocupación es del 100%.

La energía de Fermi es la energía correspondiente al nivel de Fermi.

La energía de Fermi es la diferencia de energías de la partícula de estado único ocupada más alta y más baja. Pero, el nivel de Fermi es la suma de la energía total de una partícula (es decir) la suma de las energías cinética y potencial.