试给出金属,半导体和绝缘体的能带理论解释

固体能够导电是固体中的电子在外场作用下做定向运动的结果.从能带理论看,是电子从一个能级跃迁到另一个能级上去.

对于满带,其中能级已被电子占满,在外电场的作用下满带中的电子并不形成电流,对导电没有贡献.对于被电子部分占满的能带,在外电场的作用下,电子可以从外电场中吸收能量跃迁到未被电子占据的能级去,形成了电流,起导电作用.

金属中,由于组成金属的原子中的价电子占据的能级是部分占满的,所以金属是良好的导体.

绝缘体和半导体类似,下面都是已被电子占满的满带,中间是禁带,上面是空带.所以在热力学零度时,在外电场的作用下并不导电.当外界条件变化时,就有少量电子被激发到空带上去,在外场作用下就会参与导电.而绝缘体只是禁带宽度太大,激发电子需要很大的能量,在通常温度下,激发上去的电子很小,导电性差.

金属功函数：金属内部逸出到表面真空所需最小能量 半导体功函数：E0与费米能级的差 电子亲和能 使导带底的电子逸出体外所需最小能量 WSe2为P型半导体 半导体费米能级高于金属的费米能级 接触后，金属和半导体的费米能级相同，半导体的导带电子流向金属 电荷的流动在半导体表面形成正的空间电荷区（因为电子溜走了嘛） 那么半导体表面 和内部就会存在电势差，就是表面势Vs 接触电势差分布在空间电荷区和金属半导体表面间，当紧密接触时主要分布在空间电荷区 势垒高度为-qVs

1.判断的标准是看费米能级和导带（也即在高对称点附近近似成开口向上的抛物线形状的能带）是否相交，若相交，则为金属，否则为半导体或者绝缘体。对于本征半导体，还可以看出是直接能隙还是间接能隙：如果导带的最低点和价带的最高点在同一个k点处，则为直接能隙，否则为间接能隙。2.【引申】能带结构分析现在在各个领域的第一原理计算工作中用得非常普遍了。但是因为能带这个概念本身的抽象性，对于能带的分析是让初学者最感头痛的地方。在具体工作中，情况要复杂得多，而且各种领域中感兴趣的方面彼此相差很大，分析不可能像上述分析一样直观和普适。不过仍然可以总结出一些经验性的规律来。

---