能带理论Electronic band structure

能带理论Electronic band structure 

1.能带理论：用量子力学的方法研究固体中电子运动规律的一种近似理论.

2.固体原子包括原子实和最外层电子.（原子实=原子核+除价电子以外的内层电子）

3.单电子近似理论：由F.布洛赫和L.-N.布里渊在解决金属的导电性问题时提出

    假定固体中的原子实固定不动,并按一定规律作周期性排列

    然后进一步认为每个电子都是在固定的原子实周期势场及其他电子的平均势场中运动

4.具体的计算方法：自由电子近似法、紧束缚近似法、正交化平面波法和原胞法等.

前两种以微扰理论作为基础,只分别适用于原子实对电子的束缚很弱和很强的两种极端情形；

后两种则适用于较一般的情形,应用较广.

5.能级（Energy Level）：在孤立原子中,原子核外的电子按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子.每个壳层上的电子具有分立的能量值

6.能带（Energy Band）：晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,这种现象称为电子的共有化.从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异(能级的分裂)扩展为能带.

常见的几种能带概念：

允许被电子占据的能带称为允带,允带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带.

原子壳层中的内层允带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的允带.

被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的能带称为空带.

　　价带（Valence Band）：原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带.

　　导带（Conduction Band）：价带以上能量最低的允许带称为导带.

　　导带的底能级