导体 半导体 绝缘体的能带特征分别是什么?

导体 半导体 绝缘体的能带特征分别是什么?,第1张

首先要清楚一个概念,满带不导电,只有空带和未满带才导电。

所以

导体能导电是因为它的能带是未满带。

导体是既有空带又有满带,而且它们之间的禁带宽度较小,当电流足够大时,满带带顶上的载流子就会跃迁到空带去,导致满带不满,空带不空,这种状态下才能导电。

绝缘体的能带不是满带就是空带,而且它们之间的禁带宽度较大,载流子的跃迁比较困难,所以它是不导电的。不过在较高温度下,也会有少数绝缘体材料变成半导体材料。

翻翻《固体物理》课本上面都有详细的原理

导体:电子填充的最高级的能带为不满带 半导体:电子填充的最高级的能带(价带)为满带,同时价带和价带之上的导带之间的带隙较小,电子更容易从价带激发到导带 绝缘体:电子填充的最高级的能带为满带,同时价带和价带之上的导带之间的带隙较大,电子不容易从价带激发到导带

从能带结构来看,导体能带是从0,即导体能带是从乳沟最低处向上发展,比如超导因为没有电压降,能带处于乳沟最低的0带上。随着导体阻值,向半导体迈进,会使阻值与电源内阻看齐,即此时能带达到乳沟最高端。而半导体阻值不断变大,就会与导体向半导体迈进的能带方向相反,不得不逐渐滑落到乳沟另一端的最低0能带上,比如理想的绝缘体。如果把理想导体与理想绝缘体之间不同阻值的能带连接起来,就类似一个乳房的外型,其中最高峰就是半导体的能带。


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