能带理论

能带理论在固态物理,理论模型描述的状态电子,在固体能源材料,能值只在某些特定的范围。的行为电子在固体(因此它的能量)与所有其他粒子的行为。这是直接与自由空间中电子的行为可能有任何指定的能量。允许的范围内能量的电子在固体被称为允许带。一定范围内允许两个这样的乐队叫做之间的能量禁止bands-i.e。,电子within the solid may not possess these energies. The band theory accounts for many of the电和热性能的固体和固体电子学技术的基础。

乐队的能量允许固体与离散允许energies-the能量水平的单一、孤立原子。当原子聚集在一起形成一个坚实的,这些离散的能级变得不安量子力学效应,许多电子占据单个原子的集合一群水平固体称为价带。在每个单一的空状态原子也扩大为一个乐队的水平通常是空的,叫做导带。就像在一个电子能量水平在单个原子可能转移到另一个空的能级,所以固体中电子转移从一个能级在给定的乐队到另一个在同一个乐队或在另一个乐队,经常跨越禁止差距的能量。研究这种变化的能量在固体与光子相互作用,高能电子,x射线等确认的一般有效性能带理论并提供详细信息允许和禁止的能量。

各种范围的允许和禁止的乐队在纯元素,合金,和化合物。三个不同的团体通常描述:金属、绝缘体和半导体。在金属,禁止带不发生在最精力充沛的能量范围(最外层)电子。因此,金属是良好的电导体。绝缘体拥有广泛禁止能源缺口只能由一个电子交叉有几个电子伏特的能量。因为电子不能自由移动的应用电压、绝缘子是不良导体。半导体相对狭窄的禁止gaps-which可以越过一个电子产生的能量大约一个电子伏特、中间导体也是如此。