能带 energy band 晶体中 孤立原子 approximation of 原子互相靠近结成固体

中文名称：	能带
拼    音：	nenɡdɑi	出    处：	《中国大百科全书》第二版
外文名称：	energy band
正    文: 现代物理学描绘固体中原子外层电子运动的一种图像。1928年，德国科学家F.布洛赫提出，晶体中原子的周期性排列形成了对自由电子运动有影响的周期性势场。在周期势场中，电子占据的可能能级形成能带，能带间有一定的间隙。1931年，英国物理学家A.H.威耳孙依据能带理论解释了金属、绝缘体和半导体的区别。 　　在原子中，电子分布在内外许多层轨道上，每层的轨道对应于确定的能量。 most importantly: 孤立原子 approximation; 当原子互相靠近结成固体时，各个原子的内层电子仍然组成围绕各原子核的封闭壳层，和孤立原子一样;然而，外层价电子则参与原子间的相互作用，应该把它们看成是属于整个固体的一种新的运动状态。 　能带的基本概念  1928年，F.布洛赫首先运用量子力学的原理来分析晶体中的外层电子的运动。他指出，由于晶体中原子作规则排列，电子是在一个周期势场中运动。 当原子和原子相互接近形成晶体时，不同原子的电子轨道相互有了一定的交叠。 在晶体中，电子显然不会再被局限于一定的原子，而可由一个原子转移到相邻的原子上去，电子可在整个晶体中运动。晶体中电子所获得的这一重要特性称为电子的共有化。一般而言，晶体中的电子兼具绕核运动和共有化运动两种运动。但是，原子的内层电子由于轨道交叠程度很有限，只有最外层电子共有化运动的特征才是显著的，内层电子的状态与在单独原子中电子的状态差别很小。电子的共有化运动的基本特点和自由电子十分相似，可以把晶体中电子共有化的规律看作是自由电子运动规律的推广。这种用单电子近似研究晶体中电子能量状态的理论称为固体能带理论。 　　根据能带理论，晶体中电子的可能能级形成能带，各种晶体的能带数目和宽度都不相同。相邻两能带间的能区称为禁带，电子不能具有这种能量。金属都有部分被电子占据的宽能带，称为导带。在这种能带中空着的电子态的能量与被占的电子态能量相连接，能带填充情况很容易被电场所改变，沿电场方向的净电流不为零，具有良好的导电性。绝缘体则是另一种极端情况，电子恰好填满最低的一系列能带，称为满带；其中最高的满带有时称为价带。更高的各能带都空着，满带与空带之间隔着较宽的禁带，电场很难使能带的填充情况改变，因而不产生电流。半导体的能带填充情况很像绝缘体，但半导体的空带与价带之间的禁带比绝缘体窄得多。因此可引入杂质或热激发，使空导带出现少数电子或价带中出现少数空穴，或二者兼有，从而具有一定的导电性。