电子如何填充新的能级 ·原则： ·1.能量最低原理 ·2.泡利不相容原理 ·S0,4N个电子全部填入下面的2N个能级，上面的2N个 能级全空。这就是经典半导体能带的特征
电子如何填充新的能级 • 原则： • 1. 能量最低原理 • 2. 泡利不相容原理 • So，4N个电子全部填入下面的2N个能级，上面的2N个 能级全空。这就是经典半导体能带的特征
半导体能带的特点 ①低温下，价带填满电子，导带全空，高温 下价带中的一部分电子跃迁到导带，使晶 体呈现弱导电性。 ②导带与价带间的能隙(Energy gap)称为 禁带(forbidden band).禁带宽度取决于 晶体种类、晶体结构及温度 能量值。导带底能量 ③当原子数很大时，导带、价带内能级密度 昌很大，可以认为能级准连续
半导体能带的特点
半导体能带结构是如何得到的？ ·计算+测量 ·先讨论半导体晶体中的电子与真空自由电子的差异： 晶体中电子的运动与孤立原子的电子、自由电子的运动不同： 口孤立原子中的电子是在该原子的核和其它电子的势场中运动 口自由电子是在恒定为零的势场中运动 口晶体中的电子是在严格周期性重复排列的原子间运动， 》单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且 固定不动的原子核的势场以及其它大量电子的平均势场中运 动，这个势场也是周期性变化的，而且它的周期与晶格周期 相同
半导体能带结构是如何得到的？ • 计算+测量 • 先讨论半导体晶体中的电子与真空自由电子的差异：
自由电子的运动状态 )自由电子的运动状态 口对于波矢为k的运动状态，自由电子的能 量E,动量p,速度V均有确定的数值。 p=成，=证E= 17o 2m0 k受 口波矢k可用以描述自由电子的运动状态， 不同的k值标志自由电子的不同状态。 口自由电子的E和k的关系曲线，呈抛物线 形状。 口由于波矢k的连续变化，自由电子的能量 图1-9自由电子 是连续能谱，从零到无限大的所有能量 E与k的关系 值都是允许的。 补课：波矢和倒易空间、倒易矢量
自由电子的运动状态 补课：波矢和倒易空间、倒易矢量
晶体中的电子 ·电子在周期场中的运动 口对一维晶格，晶体中电子遵守的薛定谔方程（电子的运动 方程)： ndv(x)V(xw(x)=EW(x) (1-13) 2m0 方程中：V（x)表示晶格中x处的势能，V(x)=V(x+sa); s为整数，a为晶格常数。 这里，我们得到一个薛定谔方程
晶体中的电子 • 电子在周期场中的运动 这里，我们得到一个薛定谔方程