能带隙固体的能带

发布网友发布时间：2024-10-13 23:33

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热心网友时间：2024-10-14 05:06

固体的导电性能受其能带结构的影响。对于一价金属，价带为未满带，因此可以导电。而对于二价金属，价带为满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，导致电子能从满带占据空带，同样可以导电。绝缘体和半导体的能带结构类似，价带为满带，两者之间存在禁带。无机半导体的禁带宽度在0.1～2.0eV之间，π-π共轭聚合物的能带隙大致在1.4～4.2eV，而绝缘体的禁带宽度大于4.5eV。

在任何温度下，由于热运动，满带中的电子总会有一些具有足够的能量激发到空带中，成为导带。然而，对于绝缘体，由于其较大的禁带宽度，在常温下从满带激发到空带的电子数微不足道，宏观上表现为导电性能差。相反，半导体的禁带宽度较小，满带中的电子只需较小能量就能激发到空带中，宏观上表现为有较大的电导率。

能带理论在阐明电子在晶格中的运动规律、固体的导电机构、合金的某些性质和金属的结合能等方面取得了重大成就。然而，它只是一种近似理论，存在一定的局限性。例如，某些晶体的导电性不能用能带理论解释，即电子共有化模型和单电子近似不适用于这些晶体。随着多电子理论的建立，单电子能带论的结果常作为多电子理论的起点，在解决现代复杂问题时，两种理论是相辅相成的。