Введение

Понятие в квантовой теории поля и нанотехнологии

Термин «точка Ферми» имеет два применения, но относится к одному и тому же явлению (специальная теория относительности):
точка Ферми (квантовая теория поля)
точка Ферми (нанотехнология)

Для обоих применений важно учитывать, что симметрия между частицами и античастицами в слабых взаимодействиях нарушена:
В этой точке энергия частицы E = cp равна нулю. В нанотехнологии эта концепция может быть применена к поведению электронов. Электрон как отдельная частица является фермионом, подчиняющимся принципу исключения Паули.

Точка Ферми (квантовая теория поля)

Фермионные системы, имеющие поверхность Ферми (FS), принадлежат к классу универсальности в квантовой теории поля. Любая совокупность фермионов со слабыми отталкивающими взаимодействиями принадлежит к этому классу. В точке Ферми нарушение симметрии можно объяснить, предположив, что вихрь или сингулярность возникнут в результате спина ферми-частицы (квазичастицы, фермиона) в одном измерении трехмерного импульсного пространства. Точка Ферми – это одно конкретное электронное состояние. Точка Ферми связана с событием, в котором вовлечена хиральность электронов, и с диаметром углеродной нанотрубки, при котором нанотрубка становится металлической. Поскольку структура углеродной нанотрубки определяет энергетические уровни, которые могут занимать электроны углерода, структура влияет на макроскопические свойства структуры нанотрубки, в особенности на электрическую и тепловую проводимость. Плоский графит является проводником, за исключением случаев, когда он свернут в небольшие цилиндры. Эта цилиндрическая структура препятствует внутреннему потоку электронов, и графит становится полупроводником; между валентной зоной и зоной проводимости формируется точка перехода. Эта точка и называется точкой Ферми. Если диаметр углеродной нанотрубки достаточно велик, необходимая фазовая трансформация исчезает, и нанотрубка может рассматриваться как проводник.