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用能带理论解释导体、半导体和绝缘体之间性质的差别,材料化学1301班 冯燕萍,一. 电子填充能带的情况,当温度接近 0 K时，电子由低能级到高能级逐个填充能带。,电子填充能带的情况 金属导体、绝缘体和本征半导体,一般，原子的内层能级都被电子填满，成为满带。价电子引起的能带（价带）可能是满带，也可能不是满带。,有些能带相互交叠形成混合能带，交叠后的能带还可能再分裂为上下两个能带。,满带：填满电子的能带 不满带：未填满电子的能带 空带：没有电子占据的能带 禁带：不能填充电子的能区 价带：在0k时能被电子占满的最高能 带，对半导体价带通常是慢带 导带：半导体最外面（能量最高）的 一个能带。,能带被占据情况的几个概念：,空带,不满带,禁带,价带,导带,能带对电导的贡献,满带,电子交换能态并不改变能量状态，所以满带不导电。,导带：,不满带或满带以上最低的空带,为什么把空带或不满带称为导带？,所以只有这种能带中的电子才能导电。,反向电子转移与之抵消，可以形成电流，因此表现出导电性，所以空带又称当由于某种原因电子受到激发而进入空带时，这些电子在外电场作用下向较高的空能级转移，没有为导带。,二. 金属导体、绝缘体和半导体,1. 导体 较低的能带都被电子填满，上面的能带只是部分地被电子填充。,当无外电场时，晶体中的电子速度分布对称，不引起宏观电流。,当有外电场时，晶体中的运动着电子有些被加速，有些被减速，即有些动能增加有些动能减小。只有当电子所在的能带内有未被占据的空能级，即为非满带时，这样的跃迁才有可能实现。,导体的能带结构,空带,导带,E,某些一价金属， 如:Li ,某些二价金属， 如:Be, Ca, Mg, Zn, Ba ,导带,空带,如:Na, K, Cu, Al, Ag,空带,价带,2.绝缘体,从能级图来看，是因为满带 与空带间有一个较宽的禁带,绝缘体在外电场的作用下， 共有化电子很难接受外电场的能量，所以形不成电流。,当外电场足够强时，共有化电子还是能越过 禁带跃迁到上面的空带中，使绝缘体的击穿 。,共有化电子很难从低能级（满带）跃迁到高能级（空带）上去。,（Eg：36 eV）,3. 本征半导体不含杂质的纯净半导体。,当温度接近 0 K时，价带都被电子填满，价带以上的能带都是空带。因此和绝缘体一样都没有导电性。,本征半导体的禁带
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