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  • 1 # 使用者1455358973375

    1,舊的量子論中,量子化條件說明了微觀粒子只能存在於某些不連續的狀態。

    電子當然也不例外,原子中電子的能量只能是某些分立的值。某個能量狀態定義為一個能級。電子能量,角動量等等的運動狀態用軌道來表示。例如2p表示主量子數為2(體現能量大小),角動量量子數為1(體現角動量大小)的軌道。2,能量越低,體系越穩定,所以原子中的電子總是儘量往低能級的軌道排。按照泡利不相容原理,每個軌道上的電子數都有限制。總得來說,基態的原子其核外電子排布都是按照不相容原理,能量從低到高依次排列。例如矽原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2,其中前10個電子一般背原子核緊緊束縛,外圍4個電子性質比較活躍,收到激發能躍遷到更高能級,或者電離。另外,由於3p軌道最多可以排布6個電子,所以實際上矽原子中最外層還有剩餘4個狀態未被電子填滿。3,當原子組成晶體時,由於原子週期性的排布,隨著原子增多,原先分立的電子能級會變得越來越密集,最後變成一條條看準連續(很密集的能級,實際上不連續)的能級結構,稱為能帶。晶體中外層原子一般是共用的,稱為價電子,這些電子的能量狀態只能存在於這些能帶之中。4,晶體中的能帶一般是帶狀的,在帶與帶之間有時會空出很大一段能量間隔,這裡不允許電子出現,所以叫①禁帶,也叫帶隙,有些能帶的電子能量高很活躍,一般參與導電或者電離,這些能帶叫做②導帶,相反有些能帶電子穩定,一般不參與導電,叫做③價帶。5,處於平常狀態下的晶體其電子一般都在價帶中,導電性不是太好。要想導電,必須接收一部分能量,越過禁帶,到導帶中參與導電。比如矽晶體禁頻寬度為1.12eV,電子必須接收大於這的能量才能導電。能量來源一般是熱或者光。6,具有類似矽晶體特點的固體叫做①半導體,由於它對光和熱很敏感,所以可以製成各種電子器件;有些晶體的禁頻寬度很大,很難將電子從價帶激發到導帶,這些固體就叫做②絕緣體;相反某些晶體的禁頻寬度很小,甚至是負值(也就是沒有禁帶),本身價帶中電子就可以導電,這些就是③導體。7,能帶理論可以說是量子力學與實際結合,應用得最廣泛的理論之一。理解了能帶就學會了一半固體物理。

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