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文档简介

二、晶体中电子在恒定电场下的运动在恒定电场作用下，电子的运动方程：电子在波矢空间中运动以一维紧束缚近似为例：不考虑能带间的跃迁，电子在波矢空间做循环运动。电子在波矢k空间做循环运动，表现在电子速度上随时间在

vmax之间周期性变化，这意味着电子在实空间位置上的振荡。在恒电场中，电子具有静电势能–eEx，能带将倾斜，如图：电子在实空间的振荡表明直流电场有可能产生交变电流，称为Bloch振荡。当由于存在各种散射，驰豫时间很小，电子来不及振荡就被散射所破坏，形成不了振荡。观察到振荡的条件：振荡园频率：如果a

0.3nm,

10-13

s，则E>2×107

V/m。在金属中无法实现，对于绝缘体早已被击穿。根据量子力学，电子有一定几率在能带间隧穿：在半导体器件物理中这种隧穿效应起着重要的作用。三、金属、半导体和绝缘体的能带结构和电导导体电阻率：半导体电阻率：绝缘体电阻率：1.能带电子的导电行为1）满带电子不导电：能带中每个电子对电流密度的贡献为-ev(k)，带中所有电子的贡献：occ表示被电子占据态无外场时，由于，k和-k态电子对电流的贡献抵消，此外，电子在k空间的填充对k而言是对称的。因此，无外场时晶体总的电流密度为零。对满带而言，当有外场时，每个电子的波矢随时间变化，但不考虑能带间的跃迁，波矢k和k+Kh是等价的，满带的状态并没改变，也即满带电子不参与导电。2）不满带电子导电：对不满带电子，无外场时总的电流密度也为零。在外场作用下，整个电子分布将向

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