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文档简介

固体能带结构

固体能带结构主要内容:1.固体的能带2.绝缘体导体半导体3.杂质半导体pn结固体的能带1.

晶体结构和类型晶体中原子或离子具有长程有序,而非晶体中仅具有短程有序.晶体中原子或离子的这种周期性重复排列,称为晶格或空间点阵.立方结构面心立方结构体心立方金刚石

类型结合力方向性饱和性性能导电性硬度熔点离子晶体离子键无弱高共价晶体共价键有很低高分子晶体范德瓦耳斯键无低底金属晶体金属键无好晶体类型:一维晶体点阵形成的势能函数曲线EPr+++++2.周期性势场和电子的共有化r以钠为例,分析价电子在Na+

的电场中的势能特点.

量子:电子能量

E

低,穿过势垒概率小,共有化程度低;

电子能量E

高,穿过势垒概率大,共有化程度高.E+dE

经典:电子被束缚在Na+周围.电子在晶体中作共有化运动,处在三维周期性势场中3.能带

结论

单个原子的每个能级都分裂成

N个与原能级很接近的新能级(能带).

能带的宽度与电子的共有运动程度有关.

能带之间有禁带.不同能带之间可能有重叠.

泡利不相容原理2×N2×N2×N6×N6×N10×N4.能带中电子的分布满带、价带、空带

能量最小原理原子能级晶体能级(N个原子)最多容纳电子数一般情况下,价带是被电子所填充的能量最高的能带.(未填满)

满带、价带、空带及其导电特性满带:由内层电子能级分裂形成;价带:由价电子能级形成;空带:由激发态能级形成.满带不参与导电参与导电参与导电空带(填满)价带导带:未填满的带,空带(与价带相邻).绝缘体导体半导体3~6eV1.绝缘体价带价带0.1~1.5eV2.半导体(本征半导体)(空穴)(电子)电子—空穴对导电特性:

温度特性

击穿特性锂镁铜、铝银3.导体的能带(三种情况)1.本征半导体:杂质半导体pn结2.杂质半导体(1)n

型半导体没有参杂和缺陷的理想半导体.参与导电的载流子为电子—空穴对.杂质能级价带10-2eV

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