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量子物理
第三篇 一维定态实例
导体、绝缘体和半导体的能带结构
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2025-11-11 14:10
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导体、绝缘体和半导体的能带结构
4)导体、绝缘体和半导体的能带结构 在一些介质中(如金属等),可将原子中可迁移的价电子视为自由电子气,其能级是连续分布的.在室温下,按照能量最小原理和泡利原理(见第7章),电子从基态能级向高能级依次填充,每个量子态只能填一个电子,直至填到费米能 $E_{\mathrm{F}}$(见第 11 章),再往上的能级均是空的.然而从上面求解得知,如图 3.16 所示,理想晶体中的电子能量一般具有能带结构,能带与能带之间有一定间隔,称为带隙或能隙(band gap),即上面提到的禁带,因为其中没有能级,不允许电子存在.完全被电子填满的能带称为满带;没有电子占据而全部空着的能带称为空带,如图 3.17所示.  如果晶体的某能带被电子填满,即满带,费米能级 $E_{\mathrm{F}}$ 正好位于满带的顶端,其上面的诸能带均没有电子占据,即空带
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