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文档简介
1、能带理论绪论绪论Next:什么是能带理论?初识能带经典理论:连续能量量子理论:量子化能级(分立)准连续能级初识能带当原子结合成固体,形成带状能级能带大量能级形成准连续的带,带间可能有间隔(带隙)能带同时具有分立、连续的能量特点Band - 1Band - 2Band - 3Band gapBand gap初识能带反对称,反键态,能量高对称,成键态,能量低1s2p2s分裂2分裂N原子分子晶体一般地,形成固体时,原子轨道能级展开成一个能带固体的导电性质,主要是能带结构决定,而不是由电子的多少决定。能带是分析新材料、设计新器件的基础能带工程能带的概念被推广到固体中光、声的传播(1987光子晶体、声子
2、晶体)能带理论是凝聚态物理中最重要的部分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Bloch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)。 Kokn,物理学家、1998年诺贝尔化学奖 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)1)BornOppenheimer 绝热近似 认为离子实是静止不动的 理由之一:原子振动相对于原子间距是很小的,5%,所以电子感觉到晶格的畸变很小(正常态);理由之二:原子质量大,相对与电子的运动速度慢。能带论是一种近似理论,主要有三个假设(近似):2)单电子近似其他电子的影响忽略,或归结到势场。理由:由于泡利不相容原理,两电子间的平均距离较大。3)周期场近似 离子实或其他电子的作用归结为一个周期性势场: 本章下面的内容主要讨论这种单电子Schordinger 方程的求
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