Fermi-niveau, een maat voor de energie van de minst stevig vastgehouden elektronen in een vaste stof, genoemd naar Enrico Fermi, de fysicus die het voor het eerst heeft voorgesteld. Het is belangrijk bij het bepalen van de elektrische en thermische eigenschappen van vaste stoffen. De waarde van het Fermi-niveau op het absolute nulpunt (-273,15 ° C) wordt de Fermi-energie genoemd en is een constante voor elke vaste stof. Het Fermi-niveau verandert als de vaste stof wordt verwarmd en als elektronen worden toegevoegd aan of onttrokken aan de vaste stof. Elk van de vele verschillende energieën waarmee een elektron in een vaste stof kan worden vastgehouden, wordt een energieniveau genoemd. Volgens de wetten van de kwantummechanica kan elk energieniveau slechts een beperkt aantal elektronen bevatten. Het Fermi-niveau is elk energieniveau met de kans dat het precies voor de helft gevuld is met elektronen. Niveaus met een lagere energie dan het Fermi-niveau zijn meestal volledig gevuld met elektronen, terwijl energieniveaus hoger dan de Fermi de neiging hebben leeg te zijn.
Wanneer materialen met verschillende individuele Fermi-niveaus in contact worden gebracht, stromen sommige elektronen van het materiaal met het hogere Fermi-niveau in het andere materiaal. Deze overdracht van elektronen verhoogt het lagere Fermi-niveau en verlaagt het hogere Fermi-niveau. Wanneer de overdracht is voltooid, zijn de Fermi-niveaus van de twee materialen gelijk. Dit gedrag is belangrijk bij elektronische apparaten die verschillende materialen naast elkaar plaatsen.
