固体中の電子が取り得るエネルギーと運動量の間の固有の関係を表した曲線をバンド構造と呼ぶ。バンドの途中までしか電子に占有されない物質は金属となるが、このとき、占有された部分と占有されない部分の境界（フェルミ準位）に存在する電子の運動量を運動量空間中に示すと三次元的な形状となる。これがフェルミ面である。フェルミ面は電気伝導の性質を特徴づけるが、金属ごとにその形状が異なるため、フェルミ面のことを「金属の顔」と呼ぶことができる。(4-3 「重い電子」が作るフェルミ面の直接観測に世界で初めて成功)
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