第六章 周期场中的电子态(能带理论).pdf

  1. 1、本文档共189页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
第六章 周期场中的电子态(能带理论)

第六章 周期场中的电子态(能带理论) • 晶体的周期性结构决定了声子的色散关系 •对于电子,周期性结构导致电子处于周期性势场中,从 而对电子态起决定性作用,结果电子的能量可用一系列 的能带表示。电子的能量和电子波矢有确定的色散关系: 能带结构 •声频支和光频支格波之间有一定宽度的频隙 •各个许可能带之间有一定间隔的能量不能为电子所有: 禁带 能带理论简介 •研究固体中电子运动的主要理论基础 •定性地阐明了晶体中电子运动的普遍性的特点 •说明了导体、绝缘体的区别 • 晶体中电子的平均自由程为什么远大于原子的间距 • 能带理论提供了分析半导体理论问题的基础,推动了半 导体技术的发展 • 随着计算机技术的发展,能带理论的研究从定性的普遍 性规律发展到对具体材料复杂能带结构的计算 能带理论简介 • 能带理论是单电子近似的理论:把每个电子的运动看成 是独立的在一个等效势场中的运动 • 单电子近似最早用于研究多电子原子,又称为哈特里- 福克自洽场方法 • 能带理论的出发点:固体中的电子不再束缚于个别的原 子,而是在整个固体内运动 (共有化电子) • 共有化电子的运动状态:假定原子实处在其平衡位置, 把原子实偏离平衡位置的影响看成微扰 • 理想晶体:晶格具有周期性,等效势场V(r)具有周期性 能带理论简介 晶体中的电子在晶格周期性的等效势场中运动 2 2 波动方程 [  V (r)] E 2m  晶格周期性势场   V(r ) V(r R ) n 单个电子在周期性势场中的运动问题简化处理 • 第一步简化 :绝热近似,离子实质量比电子大,离子 运动速度慢,讨论电子问题,认为离子是固定在瞬时位 置上离子对电子运动无反应,电子对离子的运动反应迅 速,电子体系的能量总是处于与任一瞬时离子位置相对 应的最低能量 • 第二步简化 :利用哈特里一福克自治场方法,多电子 问题简化为单电子问题,每个电子是在固定的离子势场 以及其它电子的平均场中运动 • 第三步简化 :所有离子势场和其它电子的平均场是周 期性势场 单个电子在周期性势场中的运动问题处理方法  能量本征值的计算 选取某个具有布洛赫函数形式的完全集合,晶体电子态的波 函数按此函数集合展开 将电子的波函数代入薛定谔方程,确定展开式的系数所满足 的久期方程,求解久期方程得到能量本征值  电子波函数的计算 根据每个本征值确定电子波函数展开式中的系数,得到具体 的波函数 §6.1 布洛赫定理 • 自由电子模型中忽略了晶体的周期性势场,得到 电子波函数是平面波; • 布洛赫定理是有关周期性势场中波函数解性质的 一个定理: 一、布洛赫定理 : 势场 V( r) 具有晶格周期性时,   V(r ) V(r R )

文档评论(0)

dajuhyy + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档