原创基础理论第004篇能带说

 2024-5-3 14:39  402 4 4 分类: 模拟文集: 1 基础理论

能带（Energy Band）是一种理论。如果把“能级说”（见基础理论第002篇）视为离散、数字化，那么对应连续、模拟化的就是“能带说”。量子物理把能带解释为原子聚集后外层电子轨道发生了分裂：能级受到原子核和电子的影响，当2个原子靠得越来越近的时候，外层电子的能级会分裂成2个。加入有N个电子集结，那么原来的1个能级就会分裂为N个。N很大时，相邻能级的变化量小，能级几乎是连续的，即能带。

价电子集中分布的能带，称为价带（Valence Band）。价电子是外层电子的别名，14号元素硅有4个价电子，N个硅原子有4N个价电子。硅原子外层轨道3s3p经过杂化形成sp3轨道，最多可以容纳4N个电子，所以价带装得满满的。低温下，电流无法导通，除非给与热能，使价电子获得更高的能量，离开价带，跳出原子核的静电势井。

导带（Conduction Band）是允许电子自由流动的能带。只有那些电子能量超过价带的电子才能进入导带。

在价带和导带之间，电子完全不会出现的能带称为禁带（Forbidden Band）。价带和导带的间隙被叫做能隙（Energy Gap）。