固体物理--第4章-能带理论
33页1、第 四 章 固体的能带理论,4.4 推导能带的近似思想,4.3 导体和绝缘体,4.1 能带理论简介,4.5 布洛赫定理,4.2 固体的能带,第 四 章 固体的能带理论,研究固体中电子运动的主要理论基础 定性地阐明了晶体中电子运动的普遍性的特点 说明了导体、半导体及绝缘体的区别 晶体中电子的平均自由程为什么远大于原子的间距 提供了分析半导体理论问题的基础,推动了半导体 技术的发展 随着计算机技术的发展,能带理论的研究从定性的 普遍性规律发展到对具体材料复杂能带结构的计算,能带理论是信息技术的物理基础,1928-29 建立能带理论并由实验证实 1947.12 发明晶体管 1962 制成集成电路 1971 Intel 4004微处理器芯片 2300晶体管 1982 80286 13.4万 1989 80486 120万 1993 pentium 320万 1995 pentium MMX 550万 ,第 四 章 固体的能带理论,集成度每 10 年增加 1000 倍 !,学好能带理论,你可以回答以下问题,第 四 章 固体的能带理论,金刚石为什么是绝缘体? 硅为什么是半导体? 金属为什么导电性好
2、? 为什么能带理论是信息技术的物理基础?,第 四 章 固体的能带,大量原子有相互作用构成一个体系时,电 子的能量状态(能级)如何?,可以从两方面来分析:, 孤立原子的能级固体的能带 研究电子在周期势场中的运动,从原子能级到固体能带,原子中的电子处于不同的能级。 几个原子有相互作用构成一个体系时电子 的能级如何?,第 四 章 固体的能带,先看两个原子的情况,根据泡利不相容原理,原来的能级已填满不能再填充电子分裂为两条,1s,2s,2p,3s,3p,第 四 章 固体的能带,各原子间的相互作用,原来孤立原子的能级发生分裂,若有N个原子组成一体,对于原来孤立原子的 一个能级,就分裂成N条靠得很近的能级,称 为能带(energy band)。,能带的宽度记作 E,E eV 的量级,若N数量级为1023,则能带中两相邻能级的间距约 10-23eV。,第 四 章 固体的能带,能级,能带,能隙,禁带,一般规律:,越是外层电子,能带越宽,E越大。 点阵间距越小,能带越宽,E越大。 两个能带有可能重叠。,第 四 章 固体的能带,能带重叠示意图,金刚石的能带,钠的能带,第 四 章 固体的能带,电子在周期性晶
3、格中的运动,电子共有化,受到周期性势场的作用。,孤立原子中电子的势阱,第 四 章 固体的能带,解定态薛定谔方程, 可以得出两点重要结论:,电子的能量是量子化的 电子的运动有隧道效应,# 原子的外层电子(在高能级) 势垒穿透概率较大,电子可以在整个固体中运动,称为共有化电子。原子的内层电子与原子核结合较紧,一般不是共有化电子,称为离子实。,第 四 章 固体的能带,三 . 能带中电子的排布,固体中的一个电子只能处在某个能带中的 某一能级上。,1. 排布原则:,(1) 服从泡里不相容原理(费米子),(2) 服从能量最小原理,对孤立原子的一个能级 Enl ,它最多能 容纳 2 (2l +1)个电子。,这一能级分裂成由 N个能级组成的能带, 一个能带最多能容纳 2 (2l+1) N 个电子。,第 四 章 固体的能带,2p、3p能带,最多容纳 6个电子。,例如,1s、2s能带,最多容纳 2个电子。,电子排布时, 应从最低的能 级排起。,第 四 章 固体的能带,满带:填满电子的能带 不满带:未填满电子的能带 空带:没有电子占据的能带 禁带:不能填充电子的能区 价带:在0k时能被电子占满的最高能 带,
《固体物理--第4章-能带理论》由会员二少****畔分享,可在线阅读,更多相关《固体物理--第4章-能带理论》请在金锄头文库上搜索。
青岛版小学数学:《分数的基本性质》教学课件
青岛版小学数学:《分数的基本性质》拔高练习
青岛版小学数学:《分数的基本性质》综合练习
公路工程施工表格:一字墙和八字墙质量检验报告单
青岛版小学数学:《分数的基本性质》教学设计
公路工程施工表格:一字墙和八字墙质量检验评定表
青岛版小学数学:同步导学:分数的基本性质
青岛版小学数学:同步导学:建筑中的对称
青岛版小学数学:情境导入:生活中的对称
青岛版小学数学:同步导学:生活中的对称
青岛版小学数学:情境导入:小实验
青岛版小学数学:《表内乘法(一)复习课》参考课件
青岛版小学数学:《对称》教学课件2
青岛版小学数学:知识要点:对称、平移与旋转
青岛版小学数学:《万以上数的写法(信息窗2)》教学课件
青岛版小学数学:《认识钟表》参考课件
青岛版小学数学:《数位顺序表(信息窗1)》教学课件
青岛版小学数学:《分数与除法的关系》教学课件
青岛版小学数学:《可能性》参考课件
青岛版小学数学:《回顾整理》参考课件2
2024-05-07 27页
2024-05-07 29页
2024-05-07 27页
2024-05-07 32页
2024-05-07 27页
2024-05-07 30页
2024-05-07 36页
2024-05-07 22页
2024-05-07 31页
2024-05-07 30页