需要先学习的内容薛定谔方程从弹簧连接的粒子到波

固体中的电子

电子可取的能量范围称为“能带”。本章推导能带的填充情况与电流的关系,并说明加热使导带电子数增加的原因。

Eg=1.0 eV⁠。300 K→600 K⁠で伝導帯の电子数は何倍?

从能带的形成解释电流与加热的影响

  1. 1回顾原子链的振动ω(k)=⁠2 √(Km) |sin(ka2)|……
  2. 2将电子波引入晶体V(x + a) = V(x)⇒⁠ψ = eikx u(x)……
  3. 3由相邻原子间的跃迁求出能带紧束缚近似:E(k)=⁠E₀ − 2t cos(ka)……
  4. 4将轨道能量不同的原子交替排列带隙=⁠2Δ……
  5. 5从低能态开始填充电子同一能带的每个 k 对应最多容纳 2 个电子……
  6. 6根据能带填充情况区分材料的性质金属⁠,半导体⁠,绝缘体……
  7. 7写出温度⁠T⁠时电子占据状态的概率n = Nc e−(Ec − μ)/kBT⁠,p = Nv e−(μ − Ev)/kBT……
  8. 8由导带电子数等于空穴数求出nn=⁠√(Nc Nv) e−Eg/2kBT(n = p)……
  9. 拓展:带隙与发光颜色
  10. 9由带隙能量求光的波长λ=⁠hcEg……