半导体满带和空带间隔

半导体满带和空带间隔,第1张

Eg是两个能带之间的带隙宽度,即禁带宽度。

固体按导电能力的大小可以分为金属、半导体和绝缘体

固体中能带被电子填充情况只能有三种:1、空带,即能带中的电子态是空的,没有电子占据;2、满带,即能带中的电子态是满的,完全被电子占据,不存在没有电子的空状态;3、不满带,即能带被电子部分填充。

能带理论指出,如果一个晶体具有不满的能带存在,则该晶体具有导电性,当然在热平衡状态下除外。

下图为金属,半导体和绝缘体三种固体的电子填充能带情况的示意图;在金属中,被电子填充的最高能带是不满的,而且能带中电子密度很高,所有金属有着良好的导电性;对于绝缘体和半导体,在绝对零度(T=0K)时,被电子占据的最高能带是满的,称为满带,该满带上面领近能带是空的,称为空带。满带和空带之间被禁带分开,由于没有不满的能带存在,所有它们不能导电。绝缘体的禁带宽度很宽,即使在温度升高时,电子也很难从满带激发到空带中去,所以绝缘体不导电。

电流是由载流子定向运动产生的,而载流子的速度是k(波矢)的函数,所谓的满带,是在k空间的一个布里渊区所有态上都有电子分布,而布里渊区上的电子分布又是周期性的,由于电场作用在一端的电子离开,另一端又有与刚离开的电子相同能量态的电子补充,这样就没有外显电流了。

另外空穴就是电子的一种等效,不赘述


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