近邻-JZeik(R,-R)E,(k)= Egt -JssRp态电子形成的能带:Epx(K) = Ep - Jo - 2Jicoskxa - 2J2(cosky a + coskz a)EpPy(K) = Ep -Jo - 2J1coskya - 2J2(coskxa + coskz a)Epz(K) = Ep - Jo - 2icoskza - 2J2(coskxa + cosk, a)E(k)PyP.带Ep-J0-211原子周围p态电子波函数具有奇ep-Jo-2/1-4/2I15P.带宇称,以Φnx为例,x点与一x点的Ep-J0+2/1-4/z波函数异号,则:J<0,J2>0。Es-J0+6/1S带es-J0-6]1,对于nv和Φnz也有相对应的结果X△简单立方晶格s能带、p能带沿4轴E(k)函数变化
p态电子形成的能带: 原子周围p态电子波函数具有奇 宇称,以𝜙𝑝𝑥为例,𝑥点与−𝑥点的 波函数异号,则:𝐽1<0,𝐽2>0。 对于𝜙𝑝y和𝜙𝑝𝑧也有相对应的结果 简单立方晶格𝑠能带、𝑝能带沿𝛥轴𝐸(𝑘)函数变化
当N个原子距离很远时,可以看作各自孤立时,每个原子有各自的能级Eat,整个体系的电子态是N重简并的;EBandEnergyinSolid当原子相互靠近,相邻原子波函数交叠,能级简并解除,能EnergyofAtom级展宽成能带;展宽由交叠积分和最近邻数目决定:每个能级展宽成一个相应的能带:每个能带包含N个由简约波矢k的不同态,可容纳2N个电子。XCH004_028
当N个原子距离很远时,可以看作各自孤立时,每个原子有 各自的能级E at,整个体系的电子态是N重简并的; 当原子相互靠近,相邻原子波 函数交叠,能级简并解除,能 级展宽成能带;展宽由交叠积 分和最近邻数目决定; 每个能级展宽成一个相应的能带; 每个能带包含N个由简约波矢k的 不同态,可容纳2N个电子
能量较低的能级对应内层电子,近邻原子间内层电子波函数交叠较少,对应能带较窄;EBandEnergyinSolid能量较高的能级对应外层电子,波EnergyofAtom函数交叠较多,对应能带较宽:在简单情况下,原子能级和能带间有明确对应:但由于能量相近的能带可能发生交叠,某些情况下能级和能带对应关系很复杂。XCH004028
能量较低的能级对应内层电子,近邻原子间内层电子波函 数交叠较少,对应能带较窄; 能量较高的能级对应外层电子,波 函数交叠较多,对应能带较宽; 在简单情况下,原子能级和能带 间有明确对应;但由于能量相近 的能带可能发生交叠,某些情况 下能级和能带对应关系很复杂
5.适用性(1)上面讨论的是最简单的情况,只适用于s态电子,一个原子能级,对应一个能带:(2)若考虑p态电子,d态电子,这些状态是简并的,其Bloch函数应是孤立原子的有关状态波函数的线性组合;一个能带不一定同孤立原子的某个能级对应,可能出现能带交叠。(3)本节只讨论简单格子,对于复式格子必须对每个子晶格写出布洛赫波函数,再把这些函数组合成整个晶体中适用的布洛赫函数
5. 适用性 (1) 上面讨论的是最简单的情况,只适用于s态电子,一个原 子能级,对应一个能带; (2)若考虑p态电子,d态电子,这些状态是简并的,其Bloch 函数应是孤立原子的有关状态波函数的线性组合;一个能带 不一定同孤立原子的某个能级对应,可能出现能带交叠。 (3)本节只讨论简单格子,对于复式格子必须对每个子晶格 写出布洛赫波函数,再把这些函数组合成整个晶体中适用 的布洛赫函数