[电工电子学导体、绝缘体和半导体的能带论解释.pptVIP

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2017-01-07 发布于北京
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[电工电子学导体、绝缘体和半导体的能带论解释

* §6.7 导体、绝缘体和半导体的能带论解释在k空间中，对于同一能带有容易证明，对于同一能带，处于k态和处于－k态的电子具有大小相等方向相反的速度。当没有外加电场时，在一定温度下，电子占据某个状态的几率只与该状态的能量有关。所以，电子占据k态和－k态的几率相同，这两态的电子对电流的贡献相互抵消。所以，无宏观电流I＝0。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在有电场存在时，由于不同材料中电子在能带中的填充情况不同，对电场的响应也不同，导电能力也各不相同。一、满带、导带和近满带中电子的导电能力，空穴概念满带：能带中电子已填满了所有的能态。导带：一个能带中只有部分能态填有电子，而其余的能态为没有电子填充的空态。近满带：一个能带的绝大部分能态已填有电子，只有少数能态是空的。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1. 满带在有外加电场时，由于满带中所有能态均已被电子填满，电子在满带中的对称分布不会因外场的存在而改变，所以不产生宏观电流，I＝0。 2. 导带 ? Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 这表明，近满带的总电流就如同一个带正电荷e，其速度为空状态k的电子速度一样。在有电磁场存在时，设想在k态中仍填入一个电子形成满带。而满带电流始终为0，对任意t时刻都成立。作用在k态中电子上的外力为 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 而在能带顶附近，电子的有效质量为负值，m* 0。为正电荷e在电磁场中所受的力。所以，在有电磁场存在时，近满带的电流变化就如同一个带正电荷e，具有正有效质量?m*?的粒子一样。电子的准经典运动： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 结论：当满带顶附近有空状态k时，整个能带中的电流以及电流在外电磁场作用下的变化，完全如同一个带正电荷e，具有正有效质量?m*?和速度v(k)的粒子的情况一样。我们将这种假想的粒子称为空穴。空穴导电性：满带中缺少一些电子所产生的导电性；