Warum ist die Fermi-Temperatur nicht Null?

Die Temperatur wird auf Null gesetzt, um die Fermi-Energie zu definieren, weil$T=0$entspricht dem Grundzustand dieses elektronischen Systems. Die Elektronen bewegen sich immer noch mit ihrer Nullpunktbewegung, und die Fermi-Temperatur entspricht dieser Bewegung. Bedenkt man, dass Elektronen nicht viel zur Wärmekapazität eines Schüttgutes beitragen, können die Elektronen relativ hohe kinetische Energien haben, ohne die Temperatur des Gesamtsystems nennenswert zu erhöhen.

Wenn wir uns in einer halbklassischen Beschreibung vorstellen, dass die Temperatur mit der kinetischen Energie und damit der Geschwindigkeit der Elektronen zusammenhängt, verbietet das Pauli-Ausschlussprinzip, dass sich die Elektronen alle im selben Zustand befinden, was bedeutet, dass die überwiegende Mehrheit der Elektronen dies tun muss eine kinetische Energie ungleich Null haben (da sie sich nicht alle in Zuständen mit kinetischer Energie von Null befinden können, oder genauer gesagt, sie können nicht alle einen Impuls von Null haben). Daher bewegen sich die Elektronen auch bei einer Temperatur von Null (dem niedrigsten Energiezustand des gesamten Systems) immer noch, die Energie des Systems ist nicht Null. Die Fermi-Energie ist die Energie der schnellsten Elektronen, und die Fermi-Temperatur ist die Temperatur, die dieser Energie nach derselben Formel entspricht, die Sie angegeben haben.