什么是固体能带理论

金属键的能带理论是讨论晶体中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论. 在固体金属内部构成其晶格结点上的粒子,是金属原子或正离子,由于金属原子的价电子的电离能较低,受外界环境的影响,价电子可脱离原子,且不固定在某一离子附近,而可在晶格中自由运动,常称它们为自由电子.正是这些自由电子将金属原子及离子联系在一起,形成了金属整体,这种作用力称为金属键.

能带理论是讨论晶体(包括金属.绝缘体和半导体的晶体)中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论.它把晶体中每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动,即是单电子近似的理论:对于晶体中的价电子而言,等效势场包括原子实的势场.其他价电子的平均势场和考虑电子波函数反对称而带来交换作用,是一种晶体周期性的势场.

不是.不同的固体有不同的导电特性,通常用电导率来量度它们的导电能力.根据电导率的数值及其与温度的依赖关系,大致把固体分为三类:金属.半导体和绝缘体.金属具有良好的导电性,其电导率在10欧·厘米以上.半导体的电导介于金属和绝缘体之间.通常把电导率小于10欧·厘米的材料称作绝缘体.从能带理论的观点来看,绝缘体与半导体的区别仅在于绝缘体的禁带宽度比半导体大,因此绝缘体中载流子浓度非常小,决定了绝缘体的电导率很小.

表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量.在固体物理理论中,表面原子比物质内部的原子具有更多的能量,因此,根据能量最低原理,原子会自发的趋于物质内部而不是表面.表面能的另一种定义是,材料表面相对于材料内部所多出的能量. 广义表面自由能:保持相应的特征变量不变,每增加单位表面积时,相应热力学函数的增值. 狭义的表面自由能:保持温度.压力和组成不变,每增加单位表面积时,Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能,或简称表面自由能或表面能,用符号r表示,单位为J·m2,焦耳/平方米.

简单地说,这是一个基于固体物理理论的计算物理学里的专业名词,描述的是一种研究材料性质的方法.广义的第一性原理计算指的是一切基于量子力学原理的计算,也就是根据原子核和电子的相互作用原理,去计算分子结构和分子能量,然后就能计算出材料的各种性质.而只用电子质量,光速,质子中子质量等几个少数基本实验数据去做量子计算材料性质的方法,被称为从头算法,是狭义的第一性原理计算,计算结果的精度较差.现在随着计算机技术的发展,已有专门编写的商业软件可以用来解决比较复杂的材料性质计算问题.

没有掺杂且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体.更通俗地讲,完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体.硅和锗都是四价元素,其原子核最外层有四个价电子.它们都是由同一种原子构成的"单晶体",属于本征半导体. 在绝对零度温度下,半导体的价带(valenceband)是满带(见能带理论),受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带(forbiddenband/bandgap)进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带(conductionband),价带中缺少一个电子后形成一个带

1.在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴.空穴导电并不是实际运动,而是一种等效. 2.电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动.它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电.这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电.导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合. 3.复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光

25摄氏度是纯水的表面能是37.5帕斯卡. 表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量.在固体物理理论中,表面原子比物质内部的原子具有更多的能量,因此,根据能量最低原理,原子会自发的趋于物质内部而不是表面.表面能的另一种定义是,材料表面相对于材料内部所多出的能量.由于表面层中的电子所处的表面势场与三维晶体内部不同,电子态就表现出特殊的性质.

铜单质呈紫红色是其游离态金属的颜色,氢氧化铜呈蓝色则是二价铜水合阳离子的颜色,两者呈色的机理不同分述,金属铜可视为金属晶体,根据金属键的能带理论,当金属的价带与导带间的能量差处于可见光区时,位于低能带价态的电子会吸收可见光跃迁至高能态的导带而显色.氢氧化铜为强电解质,溶液中存在形式实为二价水合铜离子CuH2O)42正,在配体晶体场的作用下,中心铜离子的价层d轨道会发生分裂,其分裂能大小与可见光的光能相同或接近.中心铜离子分裂后的d轨道中电子尚未充满,处于低能态的d电子会吸收相应的可见光,跃迁至高