Saturday, January 11, 2014

绝缘体内自由载流子很少,电子都被束缚在特定的原子核周围,即使受到外电场作用,也无法做长距离运动,难以把外场能量传递到更远处,换句话说是来自原子核的束缚阻碍了接受外场能量

绝缘体内自由载流子很少,电子都被束缚在特定的原子核周围,即使受到外电场作用,也无法做长距离运动,难以把外场能量传递到更远处,换句话说是来自原子核的束缚阻碍了接受外场能量

为什么绝缘体很难接受外场能量
2011-06-26 16:39 935188014 | 分类:物理学 | 浏览51次
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2011-06-26 16:45 提问者采纳
通俗地讲,绝缘体内自由载流子很少,电子都被束缚在特定的原子核周围,即使受到外电场作用,也无法做长距离运动,难以把外场能量传递到更远处,换句话说是来自原子核的束缚阻碍了接受外场能量搜索
追问
能不能用固体物理的知识解释
回答
我试着用能带理论解释吧:
晶体中电子能级是分布在一个一个区域里的,区域与区域之间不存在能级,是禁带。一个区域内包含许多个能级,由于能级分布非常密集,可以认为是准连续的,就是能带。电子只能分布在能带上。

按照能量最低原理,肯定是低层的能带被填满,最上面的能带(价带)可能被填满,可能不被填满。
如果价带上没有被电子填满,留有许多空能级,那么在外场作用下,电子可以很容易在准连续的价带的能级上越迁,吸收外场能量。这时对应着导体。

如果价带几乎被填满,那么电子很难在价带上跃迁。而如果外场比较强,强过禁带的能隙宽度,那么电子可能会跃迁到更高的能带上。一般外加电场不会很强,有个极限,在外电场作用下,如果电子穿过一个禁带,外电场一般会做功1eV数量级。如果禁带能量宽度大于10eV,电子就无法穿过禁带,跃迁到更高能带,这时对应着绝缘体。 如果能隙宽度在1eV左右,电子就可以跃迁到更高能带,这时对应着半导体。有的材料,能带之间禁带很小,甚至能带重叠不存在禁带,这时也是良导体。

只有电子发生跃迁才能吸收外场能量,绝缘体就是因为价电子无法跃迁,才不能吸收外场能量。
追问
不能跃迁与被束缚在原子核周围还是有很大的差距的,就算是跃迁了,还是被束缚在原子核周围
回答
能带和紧束缚是两个不同方面
能带里的能级并不是某个原子核产生的能级,是整个晶体的能级,能带里能级跃迁就是整个晶体而收外界的能量。
其实穿条禁带,就有脱离原子核束缚的意思。不脱离原子核束缚的跃迁只是小打小闹,不能把外场能量传递到整个晶体

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