第四章能带理论 Energy bond theory
第四章 能带理论 Energy Bond Theory
4.0引言 基本内容 单电子近似的基本思想 n布洛赫定理 金属自由电子的空晶格模型 能带的一般性 n电子在外场中的运动 n金属、半导体、绝缘体能带的差别 、学习要点 熟练掌握以下内容 布洛赫定理及能带的一般性 ¤能带的起因的物理解释,能带的一般特点 固体导电性与能带结构的关系
4.0 引言 单电子近似的基本思想 布洛赫定理 金属自由电子的空晶格模型 能带的一般性 电子在外场中的运动 金属、半导体、绝缘体能带的差别 一、基本内容 二、学习要点 熟练掌握以下内容 布洛赫定理及能带的一般性 能带的起因的物理解释，能带的一般特点 固体导电性与能带结构的关系
4.1单电子近似 复杂性的起源一多体问题 晶体的总哈密顿量 2M +。∑ 个 Z R ∑ 方 e 2m87E r-r Z ∑ 4兀E0i,P R 薛定谔方程 H0(R,R2…R,,r2…r2)=E0(R,R2…R3,F,…r 问题:这个方程如何求解 即便这个方程解存在,有意义吗?
4.1 单电子近似 一、复杂性的起源－多体问题 问题：这个方程如何求解? 即便这个方程解存在，有意义吗？ 晶体的总哈密顿量 薛定谔方程 1 2 12 1 2 12 ˆ ( , ,, ) ( , ,, ) N Ne N Ne a a H E ϕ ϕ RR R rr r RR R rr r LL LL =
4.1单电子近似 、晶体多粒子体系的简化方案之绝热近似 价电子和内层电子的分离:内层电子与原子核一起运 动,构成离子实。离子实的质量和电荷量做相应调整; Born- Oppenheim『绝热近似:由于电子的响应速度极 快,因此可以将离子的运动与电子的运动分离 对于有电子运动与离子实运动相互耦合和离子实电子向价电 子转移的情况,绝热近似不成立
4.1 单电子近似 二、晶体多粒子体系的简化方案之绝热近似
4.1单电子近似 、晶体多粒子体系的简化方案之绝热近似 离子实(原子)体系 离子实(原子)体糸决定着材料中声波的传播、热膨 胀、晶格比热、晶格热导率、结构缺陷等性能。 在离子(原子)体糸中,粒子的运动行为是通过经典 的 Newton运动方程所描述。 周期排列的离子实(原子)体糸的行为可以通过晶格 动力学理论处理,通过晶格振动中能量量子一声子描 述晶体的物理特性
4.1 单电子近似 二、晶体多粒子体系的简化方案之绝热近似