精品文档
53晶体的能带结构1导体、半导体和绝缘体的能带解释能态总数根据周期性边界条件，布洛赫电子量子态k在k空间量子态的密度为83V，V为晶体体积。每个能带中的量子态数受第一布里渊区体积的限制为N。N为原胞数。考虑到每个量子态可以填充自旋相反的两个电子，每个能带可以填充2N个电子。简单晶格晶体的每个原子内部满壳层的电子总数肯定为偶数，正好填满能量最低的几个能带。不满壳层中的电子数为偶数的，也正好填满几个能带，为奇数的则
必定有一个能带为半满。复式晶格可以根据单胞数N和每个单胞中的原子和每个原子的电子数讨论电子填充能带的情况。
满带电子不导电由于布洛赫电子的能量在k空间具有反演对称性，即
E
kE
k
因此布洛赫电子在k空间是对称分布的。在同一能带中k和k态具有相反的速度：错误未指定书签。
531
kk
532
在一个被电子填满的能带中，尽管对任一个电子都贡献一定的电流q，但是k和k态电子贡献的电
流正好相互抵销，所以总电流为零。
即使有外加电场或磁场，也不改变k和k态电子贡献的电流正好相互抵销，总电流为零的情况。在外场力的作用下，每一个布洛赫电子在k空间作匀速运动，不断改变自己的量子态k，但是简约区中所有的量子态始终完全占据，保持整个能带处于均匀填满的状态，k和k态电子贡献的电流始终正好相互抵销。因此满带电子不导电。
导体和非导体模型部分填充的能带和满带不同，虽然没有外场力作用时，布洛赫电子在k空间对称分布，k和k态电子贡献的电流始终正好相互抵销。但是在外场力作用下，由于声子、杂质和缺陷的散射，能带中布洛赫电子在k空间对称分布被破坏，逆电场方向有一小的偏移，电子电流将只能部分抵销，抵销不掉的量子态上的电子将产生一定的电流。
根据布洛赫电子填充能带和在外场力作用下量子态的变化，提出了导体和非导体能带填充模型。在非
导体中，电子恰好填满最低的一系列能带（通常称为价带），其余的能量较高的能带（通常称为导带）
中没有电子。由于满带不产生电流，尽管晶体中存在很多电子，无论有无外场力存在，晶体中都没有
电流。在导体中，部分填满能带（通常也称为导带）中的电子在外场中将产生电流。
本征半导体和绝缘体的能带填充情况是相同的，只有满带和空带，它们之间的差别只是价带和导带之
间的能带隙（ba
dgap）宽度不同，本征半导体的能隙较小，绝缘体的能隙较大。本征半导体由于热激发，少数价带顶的电子可能激发到导带底r