颜色gydF4y2Ba
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能源的乐队gydF4y2Ba

金属gydF4y2Ba

铜的态密度图gydF4y2Ba
铜的态密度图gydF4y2Ba

价电子,其他物质产生单个原子或小群原子之间的键,所有的原子共享同样的一块金属。这些离域电子从而能够在整个移动块金属并提供金属光泽和良好的电和热导率的金属和合金。gydF4y2Ba能带理论gydF4y2Ba解释说,在这样一个系统中各个能级取而代之的是一个连续的区域称为一个乐队,在铜金属的态密度图中所示gydF4y2Ba图gydF4y2Ba。这个图表显示的电子数量gydF4y2Ba适应gydF4y2Ba在乐队在任何给定的能量变化;在铜乐队趋于下降被电子填满。电子的数量的铜填充乐队水平表明,留下一些空白空间在更高的能量。gydF4y2Ba

当一个gydF4y2Ba光子gydF4y2Ba的gydF4y2Ba光gydF4y2Ba吸收电子能带的顶部附近的电子是提高到一个更高的可用gydF4y2Ba能量水平gydF4y2Ba在乐队。光线太强烈吸收,它可以穿透深度只有几百原子,通常小于一个波长。因为金属是一个导体,这吸收的光,那就是,毕竟,一个gydF4y2Ba电磁波gydF4y2Ba,产生交变电流在金属表面。这些电流立即重发射光子的金属,从而提供强劲gydF4y2Ba反射gydF4y2Ba抛光的金属表面。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba效率gydF4y2Ba这个过程取决于特定的选择规则。如果吸收的效率,再发射光的能量大约是平等的,那么不同的颜色gydF4y2Ba白色的gydF4y2Ba光同样将反映,导致抛光的“银色”色彩gydF4y2Ba银gydF4y2Ba和铁的表面。铜反射减少与提高能源效率;的反射率降低gydF4y2Ba蓝色的gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba光谱gydF4y2Ba结果在一个红色的颜色。类似的考虑解释gydF4y2Ba黄色的gydF4y2Ba的颜色gydF4y2Ba黄金gydF4y2Ba和gydF4y2Ba黄铜gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

纯半导体gydF4y2Ba

态密度图gydF4y2Ba
态密度图gydF4y2Ba

在许多物质gydF4y2Ba带隙gydF4y2Ba出现在态密度图(gydF4y2Ba看到gydF4y2Ba图gydF4y2Ba)。这可能发生,例如,当有平均四个价电子原子在一个纯物质,导致一个完全完整的乐队,低叫gydF4y2Ba价带gydF4y2Ba,和一个空上带,gydF4y2Ba导带gydF4y2Ba。因为没有电子能级之间的差距两个乐队,光能量最低,可以吸收对应箭头gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba图中;这代表了激发电子从价带顶部的底部gydF4y2Ba传导gydF4y2Ba乐队和对应于指定的带隙能量gydF4y2BaEgydF4y2BaggydF4y2Ba。任何更高能量的光也可以被吸收,如箭头所示gydF4y2BaBgydF4y2Ba和gydF4y2BaCgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

如果物质有较大的带隙,如5.4 eV的钻石,然后在可见光谱没有光可以被吸收,当纯,而物质出现无色。如此大的带隙gydF4y2Ba半导体gydF4y2Ba通常都是很好的绝缘体,更视为离子和共价键的材料。gydF4y2Ba

镉黄颜料(硫化镉,也称为矿物gydF4y2Ba硫镉矿gydF4y2Ba)有一个较小的带隙2.6 eV,允许吸收gydF4y2Ba紫罗兰色的gydF4y2Ba和一些蓝色的但是没有其他的颜色。这导致它的黄色。有点小带隙,允许吸收紫、蓝色gydF4y2Ba绿色gydF4y2Ba生产的颜色橙色;一个gydF4y2Ba然而,gydF4y2Ba小带隙2.0 eV的色素朱砂(硫化汞,矿物gydF4y2Ba朱砂gydF4y2Ba在所有能量但)结果gydF4y2Ba红色的gydF4y2Ba被吸收,从而导致一个红色。所有的光线被吸收时,带隙能量小于1.77 ev (700 nm)可见光谱的限制;狭窄的带隙半导体,如铅硫化物方铅矿,因此吸收所有光和gydF4y2Ba黑色的gydF4y2Ba。这个序列的无色,黄色,gydF4y2Ba橙色gydF4y2Ba、红色和黑色是纯半导体的精确的可用的颜色范围。gydF4y2Ba

掺杂半导体gydF4y2Ba

如果一个杂质原子,通常被称为一个gydF4y2Ba掺杂剂gydF4y2Ba存在于半导体(然后gydF4y2Ba指定的gydF4y2Ba随着掺杂)和一个不同的数字比它取代的原子的价电子,额外的能量水平可以在带隙中形成。如果杂质有更多的电子,如gydF4y2Ba氮gydF4y2Ba杂质(5个价电子)在金刚石晶体(组成的gydF4y2Ba碳原子gydF4y2Ba,各有四个价电子,施主能级组成。电子从这个级别可以兴奋到传导带的光子的吸收;这只发生在光谱的蓝端在nitrogen-doped钻石,导致黄色互补。如果杂质更少的电子比原子取代,如gydF4y2Ba硼gydF4y2Ba在钻石杂质(三个价电子),形成一个洞水平。现在可以吸收光子的激发电子从价带进洞里。在这只发生在掺硼金刚石黄色一方面,导致深蓝的颜色如著名的gydF4y2Ba希望之钻gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

一些材料含有电子给体和受体都可以吸收紫外线或电能产生可见光。例如,gydF4y2Ba磷gydF4y2Ba粉末,如硫化锌含有铜和其它杂质,被用作涂料gydF4y2Ba荧光灯gydF4y2Ba来gydF4y2Ba转换gydF4y2Ba丰富的紫外线能量产生的汞弧荧光灯。荧光粉也涂在电视屏幕上,他们在哪里激活电子(流gydF4y2Ba阴极射线gydF4y2Ba)在阴极射线发光,发光颜料,他们由白光或激活gydF4y2Ba紫外线辐射gydF4y2Ba,这导致它们显示发光衰减缓慢称为gydF4y2Ba磷光gydF4y2Ba。gydF4y2Ba致发光gydF4y2Ba结果电励磁,当荧光粉沉积到金属板上,覆盖着一个透明的导电电极gydF4y2Ba照明gydF4y2Ba面板。gydF4y2Ba

注射致发光发生在晶体包含不同掺杂半导体区域之间的连接。一个gydF4y2Ba电流gydF4y2Ba将产生电子和空穴之间的转换枢纽地区,释放能量,可以表现为近单色光线,在吗gydF4y2Ba发光二极管gydF4y2Ba(led)显示设备上广泛使用的电子设备。合适的几何,发射光也可以单色和gydF4y2Ba连贯的gydF4y2Ba在半导体gydF4y2Ba激光gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

颜色中心gydF4y2Ba

一个颜色中心通常包括一个坚实的失踪一个原子,如gydF4y2Ba氯化钠gydF4y2Ba离子晶体,由一个三维数组的带正电的钠离子和带负电的氯离子。-氯离子时失踪的水晶,电气中立可以保持如果自由电子占据的位置空出的氯离子,形成一个F-centre(在德国gydF4y2Ba色彩gydF4y2Ba“颜色”)。这个替代的电子可以被视为提供了一个大带隙内的陷阱能级。gydF4y2Ba

氯空置的陷阱gydF4y2Ba
氯空置的陷阱gydF4y2Ba

某种形式的能量相对较高,如紫外辐射或高能x射线或伽玛射线辐射,可以用来促进电子从价带进入陷阱,这包含指定的兴奋能量水平等gydF4y2BaEgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在gydF4y2Ba图gydF4y2Ba。的gydF4y2BaEgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba水平的氯化钠F-centre发生在2.7 eV和能吸收蓝光,导致黄褐色的颜色;这样的缺陷称为色彩中心。电子在这种受激能级仍在陷阱。只有通过提供能源对应gydF4y2BaEgydF4y2BabgydF4y2Ba可以电子离开陷阱,直接通过传导带回到价带。这可能发生,如果晶体加热,导致色彩中心的漂白。如果gydF4y2BaEgydF4y2BabgydF4y2Ba是同样的大小gydF4y2BaEgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,漂白可以仅仅是物质时发生gydF4y2Ba照亮gydF4y2Ba,导致光学漂白。如果gydF4y2BaEgydF4y2BabgydF4y2Ba是足够小的,材料在室温下甚至可能消失在黑暗中。这发生在self-darkening太阳镜:紫外线能量中gydF4y2Ba阳光gydF4y2Ba产生变暗,室温下就会导致衰落紫外线不再是礼物。gydF4y2Ba