S17-1固体的能带结构2、能带的形成能级分裂形成能带：量子力学证明，因电子的共有化，使得晶体中每个原子的同一能级分裂成一系列的与原能级接近的许多能级（能带）。例：两个氢原子相互靠近形成氢分子时的能级分裂过程由于电子共有化，氢原E子的1s能级分裂成两个两个基态氢原子的1S能级1s能级。(1, 0, 0, 1/2)-(1, 0, 0, -1/2)0ro(1,0,0,1/2)或(1,0,0,-1/2)由于电子共有化，两个电子可以处于同一个氢原子中，依据泡利不相容原理，两个处于基态的电子只能分别两组不同的量子数。幸目录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §17-1 固体的能带结构 2、 能带的形成 能级分裂形成能带：量子力学证明，因电子的共有化，使得晶体中每个原子 的同一能级分裂成一系列的与原能级接近的许多能级（能带）。 例：两个氢原子相互靠近形成氢分子时的能级分裂过程 两个基态氢原子的1s能级 (1, 0, 0, 1 2) (1, 0, 0, 1 2) 或 − (1, 0, 0, 1 2) (1, 0, 0, 1 2) − 0 r r E O 由于电子共有化，氢原 子的1s能级分裂成两个 1s能级。 由于电子共有化，两个电子可以处于同一个氢原子中，依据泡利不相容原理，两个处于 基态的电子只能分别两组不同的量子数
817-11固体的能带结构同理可得：N个原子相互靠近形成晶体，使孤立原子的每一个能级分裂成N个接近的能级，能级能带即形成能带。能带宽度的一般规律：能级分裂成能带（1）越是外层电子，能带越宽。（2）点阵闻距越小，能带越宽。（3）两个能带有可能重叠，亦可存在间隔，间隔叫禁带。能带中电子填充的一般规律：（1）依据泡利不相容原理，每个能级所对应的能带可填充的电子总数=单能级原来可填充的电子数文晶体中原子总数N。（2）依据能量最小原理：对于不同能带，先填充能量低的能带：对于同一能带，先填充能量低的能级。节录幸日录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §17-1 固体的能带结构 同理可得：N个原子相互靠近形成晶体，使孤 立原子的每一个能级分裂成N个接近的能级， 即形成能带。 能带宽度的一般规律： （1）越是外层电子，能带越宽。 （2）点阵间距越小，能带越宽。 （3）两个能带有可能重叠，亦可存在间隔，间隔叫禁带。 能带中电子填充的一般规律： （1）依据泡利不相容原理，每个能级所对应的能带可填充的电子总数=单能级原 来可填充的电子数╳晶体中原子总数N。 （2）依据能量最小原理：对于不同能带，先填充能量低的能带；对于同一能带， 先填充能量低的能级。 能级 能 带 能级分裂成能带
$17-1固体的能带结构三、导体与绝缘体1、满带、价带与空带由价电子能级分裂成的能带称为价带：通常是电子按能量最小原理所能填充的最高能带。空带宴带导带A禁带满带满带如果价带刚好被填满，称为满带：如果能带没有电子填充，称为空带；能带之间为禁带。如果能带有电子填充，但没有填满，称为导带；满带电子受到激发转移到空带，此时空带亦称导带。幸日录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §17-1 固体的能带结构 三、导体与绝缘体 1、满带、价带与空带 由价电子能级分裂成的能带称为价带：通常是电子按能量最小原理所能填充的最高能带。 如果价带刚好被填满，称为满带；如果能带没有电子填充，称为空带；能带之间为禁带。 如果能带有电子填充，但没有填满，称为导带；满带电子受到激发转移到空带，此时空 带亦称导带。 禁带 空 带 满 带 导 带 空 带 满 带 导
817-1固体的能带结构2、导体导体的能带结构：价带只是部分填充部分电子形成导带；或者满带与空带重叠：或者导带与空带重叠单价金属Li二价金属Ca其它金属Na一种良好导体：最上面的能带没有被填满，或者填满但与上一空带重叠，电子在电场作用下能容易跃迁至上一能级，形成电流幸日录节录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §17-1 固体的能带结构 2、导体 导体的能带结构：价带只是部分填充部分电子形成导带；或者满带与空带重叠；或 者导带与空带重叠。 一种良好导体：最上面的能带没有被填满，或者填满但与上一空带重叠，电子在电 场作用下能容易跃迁至上一能级，形成电流。 单价金属Li 二价金属Ca 其它金属Na
817-1固体的能带结构3、半导体与绝缘体半导体与绝缘体的能带结构：存在满带与空带，且满带与空带之间存在禁带，只是禁带宽度不同，空带空带△E.=3.0←>6.0eV禁带TAE1.5ev禁带0.1←二满带满带半导体的能带结构绝缘体的能带结构半导体的禁带宽度较窄，用一般的热激发、光照或外加电场可以把满带中的电子激发到空带而参与导电；而绝缘体的禁带宽度宽，一般的能量激发不能使其导电。节回录幸日录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §17-1 固体的能带结构 3、半导体与绝缘体 半导体与绝缘体的能带结构：存在满带与空带，且满带与空带之间存在禁带，只是 禁带宽度不同。 半导体的禁带宽度较窄，用一般的热激发、光照或外加电场可以把满带中的电子激 发到空带而参与导电；而绝缘体的禁带宽度宽，一般的能量激发不能使其导电。 禁带 = E eV g 0.1 1.5 空 带 满 带 半导体的能带结构 禁带 = E eV g 3.0 6.0 空 带 满 带 绝缘体的能带结构