资源简介

(共12张PPT)
半导体中电子的状态
与能带的形成
半导体中电子的状态
与能带的形成
研究固态晶体中电子的能量状态的方法
单电子近似
假设每个电子是在周期性排列且固定不动的
原子核势场及其他电子的平均势场中运动，
该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。
单电子近似
能带论
用单电子近似法研究晶体中电子
状态的理论。
一.能带论的定性叙述
1.孤立原子中的电子状态
主量子数 n:1,2,3,…，决定能量的主要因素
角量子数 l：0，1，2，…（n－1），决
定角动量，对能量有一定影响
磁量子数 ml：0，±1，±2，…±l，决定
L的空间取向，引起磁场中的能级分裂
自旋量子数 ms：±1/2，产生能级精细结构
2.晶体中的电子
（1）电子的共有化运动
在晶体中，电子由一个原子转移到相邻的原子去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。
2p
2p
2p
2p
3s
3s
3s
3s
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
电子共有化运动示意图
(2)能级分裂
a. s 能级
设有A、B两个原子
孤立时, 波函数（描述微观粒子的状态）为 A和 B,不重叠.
简并度=状态/能级数
=2/1=2
孤立原子的能级
A . B 两原子相互靠近,
电子波函数应是 A和 B
的线性叠加:
1 = A + B →E1
2 = A - B →E2
四个原子的能级的分裂
相互靠近组成晶体后：
当有N个原子时：
相互中间隔的很远时： 是N度简并的。
它们的能级便分裂成N个彼此靠得很
近的能级－－准连续能级，简并消失。
这N个能级组成一个能带，称为允带。
N 1022~1023/cm3
b. p 能级（l=1, ml=0, 1）
c. d 能级（l=2, ml=0, 1, 2）
允带
{
能带
原子级能
{
禁带
{
禁带
原子轨道
原子能级分裂为能带的示意图
d
p
s
能量E

展开更多......

收起↑