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이것은 모든 결정성 고체의 기본 특성인 격자의 주기성과 이와 같은 물질의 전자 에너지 띠의 점유에 밀접하게 연관되어 있다.

띠 이론에 의하면 모든 전자는 원자가전자띠 또는 전도전자띠 내의 어떤 에너지 준위를 점한다. 어떤 띠에 있는 전자는 운동량 공간에서 일정한 부피를 차지하고 있는 것으로 생각할 수 있다. 이는 물리학자들이 고전적인 방법에서 전자의 에너지가 운동량과 연관되기 때문에 전자 에너지 준위의 특성을 가장 잘 표현한다고 생각하는 개념이다.

물리학자들은 운동량을 수정한 개념인 이른바 파수 벡터 k를 사용하는 것이 더욱 편리하다는 것을 발견했다.

나트륨이나 리튬과 같은 간단한 금속에서 k 공간에서 점유상태의 부피는 페르미 구라고 알려진 구의 형태이다. 페르미 구는 일정한 에너지의 면, 즉 페르미 면을 갖는다. 절대영도(－273.16℃)에서 페르미면은 k 공간에서 페르미 면 바깥의 빈 에너지 준위와 점유된 에너지 준위를 서로 분리한다. 그런데 이보다 복잡한 여러 가지의 금속에서는 k 공간에서 점유된 공간이 일정한 군집으로 되어 있지 않다. 따라서 이와 같은 금속의 페르미 면은 구면에 대한 편차가 해당하는 결정에 따라 동일한 기본 대칭성을 가지지만 굴곡이 비교적 심하다.

페르미 면은 금속의 전자구조를 반영하며 또한 페르미 면 근처에 있는 전자의 에너지 상태가 변화하면 금속의 전기전도성, 자기적인 영향 등과 같은 여러 가지 성질에 크게 영향을 미친다.