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페르미 준위($E_F$)는 절대영도에서 바닥부터 전자를 채웠을 때 가장 높은 에너지 준위를 뜻한다. 예를 들어 3차원 공간에서 자유 전자의 페르미 기체를 가정해보자. 슈뢰딩거 방정식은 다음과 같다.