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1、同学们好！,17-12 固体能带理论基础,一.物态,多电子问题,二、量子力学处理晶体中电子问题的思路,解定态薛定谔方程得波函数 布洛赫波函数,重要结论： 晶体中能级 能带,三.晶体的能带结构,电子云重叠：相邻原子的电子云重叠，重叠区域中出现的电子不能简单归属于某一特定母核，属于相邻原子或整个晶体共有。,1. 形成能带的原因,隧道效应：一个原子中的电子有可能穿越势垒进入另一个原子，出现一批不受特定原子束缚的共有化电子。外层电子共有化趋向比内层电子更显著。,2)能带宽度随能量增加而增加，随离子对电子约束程 度增加而减少。,1)能带由准连续的N个子能级组成，能带之间用禁带 分开，原子数N变化时，能带
2、宽度不变，密度变化。,四.导体，绝缘体，半导体的能带特征,以 l = 0 ，即每个子能级至多容纳 2 个电子为例：,5）不同能带有可能重叠,6） 晶体中有杂质或缺陷时，破坏了周期性结构， 禁带中可能出现杂质能级。,1. 导体的能带结构,1)价带为导带,2) 价带为满带，与相邻空带紧密衔接或部分重叠,3) 价带为导带，又与空带部分重叠,2. 绝缘体的能带结构,价带为满带，且与空带间的禁带较宽。,1) 本征半导体（纯净半导体）,2) n型半导体（四价元素中掺入五价元素）,3) p型半导体（四价元素中掺入三价元素）,4） p-n结及其单向导电性,p-n结的形成及其对扩散的阻挡作用,电子能带弯曲 ， 电势高处，电势能低。,p-n结的单向导电性,p-n 结的单向导电性,介绍：半导体的其它特性和应用,集成电路：,p-n结的适当组合可以制成具有放大作用的晶体三极管以及各种晶体管，制成集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路。,体积小，极易与光纤结合，成本低，制造方便，所需电压低(只需1.5V)，功率可达102 mW,p-n结本身就形成一个光学谐振腔, 两个端面相当于两个反射镜, 适当镀膜后可达到所要求的反
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