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能带的概念、形成
前面讨论了晶体离子——晶格的排列
本章讨论晶体中价电子的性质
价电子的运动受到多种因素的影响：
与 离子 的作用；
与其他电子的作用。
这是复杂的多体问题（量子多体） 只能依赖专门的计算理论与高速计算机，能带计算本身是一项很专业的科研工作。
在本科的固体物理学，使用初等量子力学，了解能带的形成机制。
重点是理解导体、绝缘体、半导体的本质
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初识能带
能带的成因
能带的重要意义
能带理论的发展
能带的近似理论
一、初识能带
经典理论：连续能量
量子理论：量子化能级（分立）
准连续能级
一、初识能带
当原子结合成固体，形成带状能级－能带
大量能级形成准连续的带，带间可能有间隔（带隙）
能带同时具有分立、连续的能量特点
Band - 1
Band - 2
Band - 3
Band gap
Band gap
二、能带的成因
反对称，反键态，能量高
对称，成键态，能量低
二、能带的成因
二、能带的成因
1s
2p
2s
分裂2
分裂N
原子
分子
晶体
一般地，形成固体时，原子轨道能级展开成一个能带
二、能带的成因
P 146, 图 7－5
三、能带的重要意义
固体的导电性质，主要是能带结构决定，而不是由电子的多少决定。
能带是分析新材料、设计新器件的基础－能带工程
能带的概念被推广到固体中光、声的传播（1987光子晶体、声子晶体）
能带理论是凝聚态物理中最重要的部分
四、能带理论的发展
1900,Drude建立金属自由电子气体模型，解释金属的电导、热导；1928，Sommerfeld引入Fermi-Dirac统计（量子），解释电子的热容量等。
固体的能带理论的建立：1928，F. Bloch 应用量子理论研究固体的电子运动，提出Bloch定理，奠定了现代量子固体物理的基础。1931年，A. H. Wilson 依据能带理论，成功地解释了金属、绝缘体和半导体的差别（定性研究）。
Kokn,物理学家、1998年诺贝尔化学奖
1964, W. Kohn等建立密度泛函理论，借助与计算机，能够定量计算高分子、纳米材料、介观器件等。（精确计算）

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