2022-2023学年高二物理竞赛课件：能带和带隙禁带

能带和带隙禁带 能带和带隙禁带 —— 零级近似，电子能量曲线为抛物线 —— k状态不计二级能量修正 —— 微扰情形，电子的k不在 附近 2 两个相互影响的状态k和k’微扰后 —— 能量变为E+和E- 3 2) 当   0 时 4 两种情形下完全对称的能级 —— A和B 两个状态作用后的能级 —— C和D 两个状态作用后的能级 5 —— 抛物线 6 电子的一个状态波矢 存在一个 状态 —— 两个态的能量相同 电子的一个状态波矢 存在一个 状态 —— 两个状态的能量相近 7 由于周期性势场的微扰 能量的突变 能量本征值在 处断开 —— 禁带宽度 8 电子波矢取值 —— 一个l，有一个量子态k 能量本征值 —— 当N很大时，能量视为准连续 —— 晶格周期性势场的影响 电子准连续的能级分裂为一系列的能带 能量本征值在 处断开 9 4) 能带底部，能量向上弯曲 —— 能带顶部，能量向下弯曲 5) 禁带出现在波矢空间倒格矢的中点处 禁带宽度 — 取决于金属势场形式 10 自由电子的能谱 晶体弱周期性势场的微扰 —— 电子能谱在布里渊边界 产生了宽度 的禁带 发生能量跃变 远离布里渊区边界 —— 近自由电子的能谱_____抛物线 11 —— 每个波矢k有一个量子态 原胞的数目趋于无限大时，波矢k变得非常密集 —— 能级的准连续分布形成了一系列的能带 —— 各能带之间是禁带 在完整的晶体中 禁带无允许的能级 12 $