能带理论来源于什么定理？2

发布网友发布时间：2023-09-29 23:33

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热心网友时间：2024-10-21 13:39

能带理论是用量子力学的方法研究固体内部电子运动的理论。是于20世纪初期，在量子力学确立以后发展起来的一种近似理论。它曾经定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点，并进而说明了导体与绝缘体、半导体的区别所在，解释了晶体中电子的平均自由程问题。

自20世纪六十年代，电子计算机得到广泛应用以后，使用电子计算机依据第一原理做复杂能带结构计算成为可能（不过仍然非常耗时，一次典型的能带结构自洽计算在普通工作站上往往需要花几个小时甚至一周多的时间才能完成）。能带理论由定性发展为一门定量的精确科学。

固体材料的能带结构由多条能带组成，能带分为传导带（简称导带）、价电带（简称价带）和禁带等，导带和价带间的空隙称为能隙（即右边第二副图中所示的Eg）。

能带结构可以解释固体中导体、半导体、绝缘体三大类区别的由来。材料的导电性是由“传导带”中含有的电子数量决定。当电子从“价带”获得能量而跳跃至“传导带”时，电子就可以在带间任意移动而导电。

一般常见的金属材料，因为其传导带与价带之间的“能隙”非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至传导带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至传导带，所以无法导电。一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。
能带理论广泛存在，它是对量子力学最严格的检验之一。自成体系，以定量的、相对严格的方式揭示了能带理论是如何决定材料性质的。所有这些都需要借助于量子力学才能得以解释。
科技中用到材料的电子、光学和结构性质的概念以及理解这些概念所需要的量子力学的知识，还描述了研究能带结构的一些实验技术。

热心网友时间：2024-10-21 13:39

能带理论是用量子力学的方法研究固体内部电子运动的理论。是于20世纪初期，在量子力学确立以后发展起来的一种近似理论。它曾经定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点，并进而说明了导体与绝缘体、半导体的区别所在，解释了晶体中电子的平均自由程问题。

热心网友时间：2024-10-21 13:40

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Bleoch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）
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）