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.

对于导体，它的价带是满带，满带是不会产生电流的（由于电子波函数在k空间中是空间反演对称的，在-k处的电子产生的电流和在k处产生电流大小相等而方向相反），金属的导带是半满带，就会产生电流了。对于绝缘体它的价带是满带，而导带是空带，由于禁带宽度太大了，以至于价带电子不能够激发到导带上。绝缘体不能导电。半导体，他在绝对零度时，价带是满带，而导带是空带，不能导电，当外界条件（光照，热激发等）改变时，半导体的禁带宽度较小，可以把价带顶的电子激发到导带底，于是在导带底有了电子，价带顶有了空穴，就可以导电了。

1、能带理论（Energy band theory ）是讨论晶体（包括金属、绝缘体和半导体的晶体）中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论。

2、它把晶体中每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动，即是单电子近似的理论；对于晶体中的价电子而言，等效势场包括原子实的势场、其他价电子的平均势场和考虑电子波函数反对称而带来交换作用，是一种晶体周期性的势场。

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