晶体中电子的能带｜食人鱼LED｜食人鱼LED模组|食人鱼LED灯珠
时间：10-02
整理：3721RD
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物质是由于原子组成的，原子以一定的周期重复排列所构成的物体称为晶体。当原子结合成晶体时，因为原子之间的距离很近，不同原子之间的电子轨道（量子态）将发生不同程度的交叠。当然，晶体中两个相邻原子的最外层电子的轨道重叠最多。这些轨道的交叠，使电子可以从一个原子转移到另一个原子上去。结果，原来隶属于某一个原子的电子，不再是仅此原子所有的了。而是可以在整个晶体中运动，成为整个晶体所共有，这种现象称作电子的共有化。晶体中原子内层和外层电子的轨道交叠程度很不相同。越外层电子的交叠程度越大，且原子核对它的束缚越小。因此，最外层电子的共有化特征最显著。
晶体中电子虽然可以从一个原子转移到另一个原子，但它只能在能量相同的量子态之间发生转移。所以，共有化的量子态与原所处的能级之间存在着直接的对应关系。由于电子的这种共有化。整个晶体成了统一的整体。这些能级互相靠得很近，分布在一定的能量区域。
为此将这能量区域中密集的能级形象地称为能带。由于能带中能级之间的能量差很小，所以通常可以把能带内的能级看成是连续的。在一般的原子中，内层电子的能级都是被电子填满的。当原子组成晶体后，与这些内层的能级相对应的能带也是被电子所填满的，在理想的绝对零度下，在硅，锗，金刚石等共价键结合的晶体中，从其最内层的电子直到最外边的价电子都正好填满相应的能带。能量最高的是价电子填满的能带，称为价带。价带以上的能带基本上是空的，其中能量最低的带常称为导带。价带与导带之间的区域称为禁带。
一般，绝缘体的禁带比较宽，价带被电子填满，而导带一般是空的。半导体的能带与绝缘体相似，在理想的绝对零度下，也有被电子填满的价带和全空的导带，但其禁带比较窄。正因为如此，在一定的条件下，价带的电子容易被激发到导带中去。半导体的许多重要特性就是由此引起的，而导体的能带情况有两种：一是它的价带没有被电子填满，即最高能量的电子只能填充价带的下半部分，而上半部分空着，二是它的价带与导带相重叠。
上述关于能带形成的论证是不严格的，能带和原子能级之间的对应关系，并不像上述解释的那样单纯，也并不永远都是一个原子能级对应于一个能带。并且，能带图并不实际存在，绝缘体，半导体，导体的能带理论只是用来说明电子的能量分布。
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