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文档简介

半导体中的电子状态与能带电子的共有化运动导带、价带、禁带的形成半导体中的电子状态与能带半导体中的电子状态2p3s电子将可以在整个晶体相似壳层间运动电子的共有化运动示意图晶体中的电子状态电子的共有化运动——原子组成晶体后，由于相邻原子的“相似”电子壳层发生交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上，因而，电子将可以在整个晶体相似壳层间运动——内层电子共有化程度弱能带的形成原子间距2sE原子间距2sEr02p2p2s2s2p孤立原子中的能级晶体中的能带N个能级3N个能级允带禁带共有化运动→能级分裂→形成能带r0能带的形成是电子共有化运动的必然结果允带{{禁带{禁带dps内层电子共有化运动弱，能级分裂小，能带窄；外壳层电子共有化运动显著，能带宽。能带中能量不连续,当原子数很多时，导带、价带内能级密度很大，可以认为能带准连续每个能带中的能级数目与晶体中的原子数有关能带的宽窄由晶体的性质决定,与所含的原子数无关注意：思考：Si的能带？Si:1s22s22p63s23p23p3sN个能级,容纳2N个e3N个能级,可容纳6N个e2Ne2Ne2Ne/6N2Ne/2N能级与分裂形成的能带总是对应的吗？Si:1s22s22p63s23p2原子间距0r0r12Ne/6N3p3s2Ne/2NEg0e/4N4Ne/4N4Ne/8N金刚石结构半导体的能带形成满带即价带空带即导带sp3杂化禁带宽度存在轨道杂化，失去孤立原子能级与晶体能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带，上能带称为导带，下能带称为价带半导体的能带示意图价带：0K条件下被电子填充的能量最高的能带

(valenceband)导带：0K条件下未被电子填充的能量最低的能带

(conductanceband)禁带：导带底与价带顶之间能带

(forbiddenband)带隙：导带底与价带顶之间的能量差

(bandgap)

禁带宽度电子能量导带价带EgEcEv能带示意图EgEcEv价键电子与能带的对应关系：成键电子对应于价带自由电子对应于导带绝缘体的禁带宽度：

>6ev半导体的禁带宽度：~1ev半满带(导带)价带导带禁带价带导带禁带满带(价带)禁带绝缘体半导体导体导体、绝缘体和半导

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