导体的特点是外电场能改变价电子的速度分布或能量分布
发布时间:2016/10/30 17:44:10 访问次数:1039
下面从能带的角度定性讨论导体、绝缘体和半导体的区别。
导体的特点是外电场能改变价电子的速度分布或能量分布,造成价电子的定向流动。 M66287FP这有两种情形。一种情形是固体中的价电子浓度(即平均每个原子的价电子数)比较低,没有填满价带。例如,一价的金属锂中价电子就只填充了2s带中的一半能级(位于能带底部的能级),因而在很小的外电场作用下最高的被填充能级(称为费米能级)上的电子就能跃迁到相邻的较高空能级上,从而其下层能级上的价电子又能跃迁到上一层,以此类推,这样就改变了价电子的能量和速度分布,形成定向电流。另一种导电的情形是价带和导带交叠,因而在外电场作用下电子能填入导带。例如在二价的金属铍中,价电子数恰好能填满2s带,如果在2s和细带间存在着能隙Ξ。刀阝么电子就不能在外电场作用下由2s带跃迁到细带。既然外电场不能改变电子的速度(和能量)分布,铍就将是绝缘体。然而事实上铍是导体,原因就在于铍的价带(2s带)和导带(即带)交叠,没有能隙,故在外电场作用下费米能级上的电子能填入细带的底部能级上,以此类推,从而改变了价电子的速度和能量分布。绝缘体的特点是价带与导带间存在着较大的能隙AEg,而价带又被电子填满,因而通常情形下外电场不能改变电子的速度和能量分布。半导体的能带结构和绝缘体类似,即价带被电子填满,它与导带间有一定的能隙Mg,但Ⅲg比较小(一般小于2cV)。半导体为什么有一定的导电性呢?有三种情形如图3-14所示。
下面从能带的角度定性讨论导体、绝缘体和半导体的区别。
导体的特点是外电场能改变价电子的速度分布或能量分布,造成价电子的定向流动。 M66287FP这有两种情形。一种情形是固体中的价电子浓度(即平均每个原子的价电子数)比较低,没有填满价带。例如,一价的金属锂中价电子就只填充了2s带中的一半能级(位于能带底部的能级),因而在很小的外电场作用下最高的被填充能级(称为费米能级)上的电子就能跃迁到相邻的较高空能级上,从而其下层能级上的价电子又能跃迁到上一层,以此类推,这样就改变了价电子的能量和速度分布,形成定向电流。另一种导电的情形是价带和导带交叠,因而在外电场作用下电子能填入导带。例如在二价的金属铍中,价电子数恰好能填满2s带,如果在2s和细带间存在着能隙Ξ。刀阝么电子就不能在外电场作用下由2s带跃迁到细带。既然外电场不能改变电子的速度(和能量)分布,铍就将是绝缘体。然而事实上铍是导体,原因就在于铍的价带(2s带)和导带(即带)交叠,没有能隙,故在外电场作用下费米能级上的电子能填入细带的底部能级上,以此类推,从而改变了价电子的速度和能量分布。绝缘体的特点是价带与导带间存在着较大的能隙AEg,而价带又被电子填满,因而通常情形下外电场不能改变电子的速度和能量分布。半导体的能带结构和绝缘体类似,即价带被电子填满,它与导带间有一定的能隙Mg,但Ⅲg比较小(一般小于2cV)。半导体为什么有一定的导电性呢?有三种情形如图3-14所示。