2021-2022学年高二物理竞赛课件：同一主量子数中的s态和p态之间相互作用_第1页
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文档简介

1、同一主量子数中的s态和p态之间相互作用同一主量子数中的s态和p态之间相互作用 处理思路和方法将各原子态组成布洛赫和再将能带中的电子态写成布洛赫和的线性组合最后代入薛定谔方程求解组合系数和能量本征值 略去其它主量子数原子态的影响紧束缚讨论中 只考虑不同原子、相同原子态之间的 相互作用 对于内层电子能级和能带有一一对应的关系 对于外层电子，能级和能带的对应关系较为复杂 一般的处理方法主要由几个能量相近的原子态相互组合形成能带略去其它较多原子态的影响 不考虑不同原子态之间的作用各原子态组成布洛赫和 同一主量子数中的s态和p态之间相互作用能带中的电子态 布洛赫和的线性组合代入薛定谔方程求解组合系数能量

2、本征值 能带中的电子态 复式格子 一个原胞中有l个原子，原子的位置 原胞中不同原子的相对位移布洛赫和 表示不同的分格子，i 表示不同的原子轨道 具有金刚石结构的Si，原胞中有4个A位和1个B位原子A位原子格子与B位原子格子的相对位移 坐标原点选取在A 位格子的格点上Si晶体中3s和3p轨道相互杂化至少需要八个布洛赫和 Si的价带和导带是上面八个布洛赫和的线性组合 也可以看作是Si原子进行轨道杂化，形成四个杂化轨道近邻原子的杂化轨道之间形成成键态和反键态以成键态和反键态波函数 成键态对应的四个能带交叠在一起，形成Si的价带 反键态对应的四个能带交叠在一起形成Si的导带为基础形成布洛赫和, 形成能带 Wannier 函数 紧束缚近似中，能带中电子波函数可以写成布洛赫和对于任何能带Wannier 函数 一个能带的Wannier 函数是由同一个能带的布洛赫函数所定义 旺尼尔函数满足正交关系 紧束缚作用 如果晶体中原子之间的间距增大，当电子距离某一原子较近时，电子的行为类似于孤立原子时的情形电子波函数 这种情况下，旺尼尔函数也应接近孤立原子的波

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