如何求解? 口布洛赫曾经证明,满足式(1-13)的波函数一定具有如下形式 Wi(x)=u(x)e (1-14) 式中k为波夫, 是一个与晶格同周期的周期性函数, 即: 4(x) (n为整数) ug (x)=ur (x+na) 只需要把这个解的形式带入薛定谔方程,并根据边 界条件确定解的形式中的变量即可。解的过程略, 我们直接看结果:
如何求解? 只需要把这个解的形式带入薛定谔方程,并根据边 界条件确定解的形式中的变量即可。解的过程略, 我们直接看结果:
一维晶体薛定谔方程的解 口求解薛定谔方程(略),得到电子在周期场中运动时其能量不连续, 形成一系列允带和禁带。一个允带对应的K值范围称为布里渊区。 第4第3第2第L第2第3第4 口第-布卫渊区:-严<<? 口第二布里渊区: 2弧<k<-π,还<k<2π a a a 口第三布旦渊区:-3江<k<-2江,2江<k<3加 a a a
一维晶体薛定谔方程的解
如何认识这个解? 允带、禁带 布里渊这 第1第3第2第1第2邻3第1 允带 允带 a) (b) 图1-10E()和表的关系 (a)E们为的兰幂:tB】密带:【c)简约的布里溢以
如何认识这个解? 允带、禁带
禁带的位置—布里渊区边界 禁带出现在: k=±T,士 元 2π E a a E4 n=±1,±2,. Eg3 Eg2 E2 Eg 驷 a →k
禁带的位置——布里渊区边界
可见: →电子的能量E(☒)也是波失K的周期函数,周期为;所以 可以只取严<k<严中的K值来描述电子的能量状态,而将 其它区域移动n2元/a合并到第一布里渊区。故考虑能带结 构时,只需考虑-严<k<严(第一布里渊区)就够了。 0 能带产生的原因: 口定性理论(物理概念):晶体中原子之间的相互作用,使 能级分裂形成能带。 口定量理论(量子力学计算):电子在周期场中运动,其能 量不连续形成能带。 能带(energy band)包括允带和禁带。 ▣允带(allowed band):允许电子存在的能量范围。 口禁带(forbidden band):不允许电子存在的能量范围
可见: