晶體的能帶理論-資料下載頁
2025-06-23 16:07本頁面
【正文】 ，Na+ 的最外殼層 2p 和 Cl 的最外殼層3p，都已被電子填滿，且這最高滿帶與空帶之間存在著很寬的禁帶，所以NaCl是絕緣體。在溫度 T=0K 時，能帶結(jié)構與絕緣體相似，只是禁帶寬度△Eg很窄，～；在溫度 T=0K時，電子熱激發(fā)能從滿帶躍遷到空帶，使空帶成為導帶，同時在滿帶中產(chǎn)生空穴；外加電場后，電子和空穴從低能級躍遷到高能級，而形成電流，因此半導體具有導電性。如：硅、硒、鍺、硼等元素，硒、碲、硫的化合物，各種金屬氧化物等物質(zhì)都是半導體。能帶結(jié)構小結(jié)：能帶理論是研究固體中電子運動規(guī)律的近似理論。在討論和學習中可以從不同的角度，聯(lián)系無機化學的知識加以理解和掌握。下面是幾個關于能帶理論的圖解，請認真理解。不同固體的能帶填充情況圖15
(a) 導體；(b) 絕緣體；(c) 半導體；(d) 半金屬本證半導體，絕緣體，導體的（最外層）能帶圖16圖17四、能帶理論的意義和局限性能帶理論是現(xiàn)代固體電子技術的理論基礎，對于微電子技術的發(fā)展起了不可估量的作用。能帶理論是研究固體中電子運動規(guī)律的一種近似理論。固體由原子組成，原子又包括原子核和最外層電子，它們均處于不斷的運動狀態(tài)。為使問題簡化，首先假定固體中的原子核固定不動，并按一定規(guī)律作周期性排列，然后進一步認為每個電子都是在固定的原子實周期勢場及其他電子的平均勢場中運動，這就把整個問題簡化成單電子問題。能帶理論就屬這種單電子近似理論。具體的計算方法有自由電子近似法、緊束縛近似法、正交化平面波法和原胞法等。前兩種方法以量子力學的微擾理論作為基礎，只分別適用于原子實對電子的束縛很弱和很強的兩種極端情形；后兩種方法則適用于較一般的情形，應用較廣。 能帶理論在闡明電子在晶格中的運動規(guī)律、固體的導電機構、合金的某些性質(zhì)和金屬的結(jié)合能等方面取得了重大成就，但它畢竟是一種近似理論，存在一定的局限性。例如某些晶體的導電性不能用能帶理論解釋，即電子共有化模型和單電子近似不適用于這些晶體。多電子理論建立后，單電子能帶論的結(jié)果常作為多電子理論的起點，在解決現(xiàn)代復雜問題時，兩種理論是相輔相成的。12
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