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半导体的波函数的线性组合
半导体的波函数的线性组合且近似地认为即同一格点上的归一,不同格点上的因交叠甚少而正交.式取法,相当于在每个格点附近,近似为该处的原子波函数.此种方法也称为原子轨道线性组合法(LCAO),即晶体中共有化的轨道是由原子轨道的线性组合构成.应为布鲁赫函数,这就要求这样为归一化系数,N为晶体所含原子数.且满足布鲁赫定理,上式中带入晶体中单电子定态薛定谔方程将中,可得即利用可得左乘并积分,利用的正交归一性可得,其中即下图为令●●●●●●●紧束缚近似下,式中求和只涉及最邻近原
一般大于0且数值不大,这项相当重叠积分.仅当相距的格点上原子波函数有所叠加时才不为0.例1立方晶格中s态原子:子.于是且配位数为6,上式表明:在N个原子相距较远时,环绕不同的格点,将有N个类似的原子波函数,它们具有相同的能级,整个体系的单电子态是N重简并的.把它们放到一起形成晶体时,由于最近邻近原子波函数的交叠,N重简并解除,展宽成能带(即能带的形成正是耦合谐振子本征能量的分裂).另外,带宽随着重叠积分增加,能隙宽度相应减小.例2立方晶体中2p轨道原子形成价带.如图为轨道层.这是因为不同原子的相邻波函数的符号相反,对应一节点线.重叠积分小意味方向能带宽度小,空穴有效质量大.x方向重叠积分较小,y方向重叠积分较大,这是因为不同原子的相邻波函数的符号相同,因此,
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