第4章4.1固体电子理论.pptVIP

材料的电学性能 ;;引言;举例： ;第四章 材料的电学性能 ;4.1固体电子理论;绝缘体、半导体、金属导体导电性的巨大差异;经典自由电子论：代表人物：德鲁德（Drud）和洛伦兹(Lorentz) ;经典自由电子论;成功：;一价金属和二价金属的导电问题 ;电子比热问题 ;经典自由电子论的问题根源在于它是立足于牛顿力学的，而对微观粒子的运动问题，需要利用量子力学的概念来解决。;量子自由电子论 ;;温度对电子进行能级跃迁的影响;量子自由电子理论：自由电子的能级分布;量子自由电子论的问题在于认为势场是均匀的，因此还是不能解释 Mg2+导电性比Cu+差问题。 ;能带理论则是在量子自由电子论的基础上，考虑了离子所造成的周期性势场的存在，从而导出了电子在金属中的分布特点，并建立了禁带的概念。 ; 单电子近似：假设固体点阵上的离子实不动，每个电子在整齐排列的离子所形成的周期场中运动，其电子的影响则简单地被看成在周期势场上叠加一个均匀势场。这种假设称为单电子近似。;能带和能带中电子的分布;能带和能带中电子的分布;能带：一个能级分裂后所形成的密级的能量范围， 能级间能量差为小于10-33eV，能带中电子能量连续变化；能量低，能带窄，能量高，能带宽。 禁带：两个相邻能带间有一个能量间隔，不存在电子稳定态。这个能带间隔称为禁带。（相对允带） 满带：一个能带中的各能级都被电子填满。（满带中电子不参与导电） 价带：价电子能级分裂而形成能带。 空带：与各原子的激发能级相应的能带，在未被激发的正常情况下，没有电子填入，成为空带。 导带：未被电子填满的能带。;周期性势场和电子共有化;周期性势场和电子共有化;能带和能带中电子的分布;晶体的能带;晶体的能带;从连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动，到不连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动，再到不连续能量分布的价电子在周期性势场中的运动，分别是经典自由电子论、量子自由电子论、能带理论这三种分析材料导电性理论的主要特征。 ;谢谢！