05_02_恒定电场作用下电子的运动-杭州电子科技大学.PDF

固体物理讲义_第五章 外场作用下晶体中的电子 05_02 恒定电场作用下电子的运动 —— 一维紧束缚近似下，晶体中电子在恒定电场作用下的运动规律 i 一维紧束缚近似下：E (k )  J 2J cos ka —— 第i 个能带 i 0 1 1 dE (k ) 2J a 电子的速度：v(k ) —— v(k ) 1 sin ka  dk  2 2 2 d E  有效质量：m *(k )  / 2 2 coska dk 2J a 1 电子的速度和有效质量如图XCH005_003 所示  —— 在能带底部k 0 和能带顶部k  速度为零 a 2 —— 在能带底部k 0 ：有效质量为正：m *(k ) 2 2J a 1  2 —— 在能带顶部k  ：有效质量为负：m *(k )  2 a 2J a 1  在外加电场作用下电子的运动 设电场力F qE —— E 沿k 的负方向 dk 根据 F qE —— 电子在k 空间做匀速运动 dt i 1 ( ) 2 cos( ) E k  J  J  qEt a —— 电子的运动保持在同一个能带内，能量作周期性变化 i 0 1  k 空间电子的运动用扩展布里渊区表示，如图XCH005_004 所示  k 空间电子的运动用简约布里渊区表示  电子运动到布里渊区边界k a   2 由于k 与k  相差倒格矢k ，代表同一状态 a a a   电子从布里渊区边界k 移动出去，同时从k  移动进来 —— 电子在k 空间做循环运动 a a 杭州电子科技大学 － 1 －