0503导体、绝缘体和半导体的能带论解释问题的提出所有固体中都包含大量的电子但电子的导电性却相差非常大p ~10- Q.cm导体的电阻率p ~ 10-2 -10° Q·cm半导体的电阻率p ~ 1014 - 1022 Q2 · cm绝缘体的电阻率国
05_03 导体、绝缘体和半导体的能带论解释 —— 问题的提出 导体的电阻率 6 ~ 10 cm 2 9 ~ 10 10 cm 14 22 ~ 10 10 cm 半导体的电阻率 绝缘体的电阻率 —— 所有固体中都包含大量的电子 但电子的导电性却相差非常大
特鲁特关于一些金属导电电子数等于原子的价电子数的假设是相当成功一其它一些固体却不是这样导体、半导体和绝缘体的区别在哪里？一电子的能带理论解释了导体与绝缘体日
—— 导体、半导体和绝缘体的区别在哪里？ —— 电子的能带理论解释了导体与绝缘体 —— 特鲁特关于一些金属导电电子数 等于原子的价电子数的假设是相当成功 —— 其它一些固体却不是这样
1满带中的电子对导电的贡献电子能量是波矢的偶函数 E,(k)=E,(-k)V.F二波为k的电子的速度v(k)=hh波矢为-k的电子的速度 v(-k)=hv(k) = -v(-k)k状态和一k状态中电子的速度大小相等、方向相反
1 满带中的电子对导电的贡献 电子能量是波矢的偶函数 (k) (k) En En kE 1 v(k) kE 1 v( k) 1 kE v(k) v(k) —— k 状态和 k状态中电子的速度大小相等、方向相反 波矢为 k 的电子的速度 波矢为k 的电子的速度
1)在无外场时一k状态和一k状态中电子的速度大小相等、方向相反每个电子产生的电流一gV一对电流的贡献相互抵消XCH005008_00E(k)热平衡状态下，电子占据波失为k的状态和占据波矢为一k的状态的几率相等一无外场时晶体中的满带不产生电流
1) 在无外场时 每个电子产生的电流 qv —— 对电流的贡献相互抵消 热平衡状态下，电子占据 波矢为 的状态和占据波矢 为k 的状态的几率相等 k —— 无外场时晶体中的满带 不产生电流 —— k 状态和 k 状态中电子的速度大小相等、方向相反
XCH0050082)在有外场E作用时E(k)电子受到的作用力 F=一qEd(hk)F电子动量的变化dtdk所有电子状态以相同的速qEh度沿着电场的反方向运动dt电子的运动不改变布里渊区中电子的分布满带中的电子不产生宏观电流E05119
2) 在有外场 E 作用时 电子受到的作用力 F qE d( ) dt k F d 1 q dt k E 电子动量的变化 —— 所有电子状态以相同的速 度沿着电场的反方向运动 —— 电子的运动不改变布里渊区中电子的分布 满带中的电子不产生宏观电流 05/19