能带理论固体的能带
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发布时间:2024-08-18 16:29
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时间:2024-08-22 11:40
固体内部的能量分布形式,即能带,是由原子间的相互作用作用力所塑造的。当原子们相互靠近,这些力使得原子原有的能量级别发生了分裂,从单一状态变为多个状态。这些能级之间的间隔微小,可以近似看作是连续的能量区间。
固体的电导性质,核心在于其能带结构。一价金属的能带特性是价带未满,允许电子自由移动,从而具备导电性能。二价金属的价带虽然满载,但禁带宽度为零,与较高的空带相交,使得满带内的电子有机会跃迁到空带,因此同样具有导电能力。绝缘体和半导体的能带结构相似,价带都是满的,而两者之间的区别在于禁带的存在。绝缘体的禁带宽度通常在4至7电子伏,而半导体的禁带宽度则在0.1至4电子伏之间。
在任何温度下,由于热运动,满带中的电子总会有一些获得足够能量跃迁到空带,转化为导带。然而,由于绝缘体的禁带宽度较大,即使在常温下,从满带跃迁到空带的电子数量微乎其微,因此宏观上表现为较差的导电性能。相反,半导体的禁带宽度较小,使得电子更容易激发,从而在宏观上显示出较高的电导率,这是半导体的基本特性之一。
扩展资料
能带理论(Energy band theory )是讨论晶体(包括金属、绝缘体和半导体的晶体)中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论。它把晶体中每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动,即是单电子近似的理论;对于晶体中的价电子而言,等效势场包括原子实的势场、其他价电子的平均势场和考虑电子波函数反对称而带来的交换作用,是一种晶体周期性的势场。
能带理论的固体能带
固体的能带的形成是通过原子之间的相互作用实现的。当若干个原子相互靠近时,由于彼此之间的力的作用,原子原有能级发生分裂,由一条变成多条。组成一条能带的众多能级间隔很小,故可近似看成连续。固体的导电性能由其能带结构决定。对一价金属,价带是未满带,故能导电。对二价金属,价带是满带,但禁...
能带理论固体的能带
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