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文档简介

半导体中电子的状态

与能带的形成

半导体中电子的状态与能带的形成研究固态晶体中电子的能量状态的方法

单电子近似

假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其他电子的平均势场中运动，

该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。单电子近似能带论

用单电子近似法研究晶体中电子状态的理论。一.能带论的定性叙述1.孤立原子中的电子状态

主量子数n:1,2,3,…，决定能量的主要因素

角量子数l：0，1，2，…（n－1），决定角动量，对能量有一定影响

磁量子数ml：0，±1，±2，…±l，决定

L的空间取向，引起磁场中的能级分裂

自旋量子数ms：±1/2，产生能级精细结构2.晶体中的电子（1）电子的共有化运动在晶体中，电子由一个原子转移到相邻的原子去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。2p2p2p2p3s3s3s3s○○○○○○○○○○○○○电子共有化运动示意图(2)能级分裂a.s能级设有A、B两个原子孤立时,波函数（描述微观粒子的状态）为

A和

B,不重叠.简并度=状态/能级数=2/1=2孤立原子的能级A.B两原子相互靠近,电子波函数应是

A和

B的线性叠加:

1=

A+

B

→E1

2=

A-

B

→E2四个原子的能级的分裂相互靠近组成晶体后：当有N个原子时：相互中间隔的很远时：是N度简并的。

它们的能级便分裂成N个彼此靠得很近的能级－－准连续能级，简并消失。

这N个能级组成一个能带，称为允带。N

1022~1023/cm3b.p能级（l=1,ml=0,1）c.d能级（l=2,ml=0,1,2）允带{

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