能帶和原子能級的區別和聯絡是什麼?

時間 2021-06-03 13:39:47

1樓:流落的橙子星人

能帶其實就是能級,但是能帶不完全等於能級。我們下面展開一點一點慢慢說。

根據盧瑟福結構模型,原子由原子核和核外電子組成,不同的核外電子(主要根據能量劃分)有自己的軌道,這就是能級,到這裡,一切都和高中化學所學的一樣,S,P軌道什麼的,具體的可以查查書。

當兩個相同的原子相互靠近的時候,比如兩個氫原子,理論上相同能級的電子能量是一樣的,它們的軌道也是一模一樣的。舉個例子,氫原子A上的S能級上的電子可以運動到氫原子B上的S能級,這就是所謂的電子共有化運動。

同理,如果把氫原子換成矽原子,就會出現好幾個不同的能級分化,形成不同的能帶。但是在半導體中我們主要關注最外層的能帶(或者叫能級,只不過不是很準確),因為電子的變化一般只會發生在最外層!

我們把視角稍微放大一點,從電子角度放大到原子角度,會發現,最外層的能帶不一定是充滿的,而次外層的能帶一般是充滿的,因此就把最外層的能帶叫做導帶,因為這裡的電子相對比較活躍!次外層的能帶叫做價帶,因為這裡的電子一般不會發生什麼太大的變動!

因為能級之間其實是有一定的間隔的,當能級形成能帶的時候,這個間隔依然存在,只不過大小略有變化,但是沒影響。所以可以意識到,導帶和價帶之間肯定也有乙個間隔,這個間隔一定沒有電子的存在,模擬導帶和價帶的概念,我們把這個間隔叫做禁帶(顧名思義,禁止電子存在)

這就是能帶的思考過程或者叫演化過程。

另:本文中可能有的地方並不嚴謹,或者和教材有出入,但是最終結果理論是一樣的,就像有時候我們的理解過程和實際過程有出入,我這麼寫純粹是為了便於理解

2樓:張珞love

能級是單個原子表現出來的,當多個原子緊密排列的時候,原子之間的相互作用會使原本的能級有所變化,形成一系列新能級,這些能級基本能連成一片,就是能帶。

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