費米面（Fermi surface）

費米面是電子海的海岸線。在波向量空間中想像：把所有被佔據的電子態看成一片注滿到齊平的水體，那麼在絕對零度下，把下方已填滿的態與上方空著的態分隔開來的那個曲面，就是費米面。金屬在電性、熱性或磁性上所做的幾乎一切，都由住在這條岸邊的電子所決定。

具體而言，在零溫下電子填滿每一個能量 E(k) 小於費米能量 E_F 的態，所以費米面就是 k 空間中由 E(k) = E_F 所定義的等能面。對自由電子氣，能帶是簡單的拋物線，此面是一個球——費米球（Fermi sphere）——半徑為 k_F = (3 pi^2 n)^(1/3)。在真實晶體中，週期位能把這個球扭曲成錯綜複雜的形狀，可以鼓起、縮頸，甚至在此面與布里淵區邊界相交處斷裂。只有落在此面約 k_B T 範圍內的電子才能被熱激發或散射，因此唯有它們攜帶電流、傳導熱量，並決定比熱。

這正是為什麼費米面是固態物理中被量測得最多的對象之一，實驗上透過德哈斯-范阿爾芬效應（de Haas-van Alphen effect）等量子振盪來繪製。一個必須說清楚的重點：費米面只存在於金屬——一個具有部分填滿之費米子能帶的系統。絕緣體或本質半導體的能帶不是全滿就是全空，根本沒有費米面。