半导体物理·笔记之④晶体中原子的电子状态——能带
半导体物理·笔记之④晶体中原子的电子状态——能带
QQ:3020889729 小蔡
仅有两个原子的情况下的电子状态（能带的形成）
当两原子相距很远的情况下
当相互作用忽略不计时，原子中的电子状态与孤立原子相同。
当两原子相互逐渐靠近的情况下
外层轨道逐渐发生电子共有化运动——发生能级分裂，也就是形成能带。（也就是能带形成的原因）
N个原子的电子状态
与两个原子的情况下的相似性
- 原子间距离足够远时，相互作用忽略不计，原子中的电子状态与孤立原子相同。
- 当原子间距离逐渐变小时，也会发生能级分裂。
N个原子的电子共有化运动（能级分裂）
首先发生共有化运动的是最外层电子，然后每一个同级能级分裂成N个相距很近的能级，形成准连续（有禁带）能带——当N个原子继续靠近时，次外壳层电子也相互反应，能级会继续分裂成能带。
轨道杂化（能带重组）
当众多原子的相同能级分裂成能带时，有的元素原子还会进行轨道的杂化（最外层电子/外壳电子）——
（以下图示为硅~）
- 如上图，首先最外层电子能级中，p能级中电子数目，小于总的电子态数——进而在能级分化成能带的过程中与同外壳层的s能级发生杂化。
- 紧接着，按照能量最低以及泡利不相容原理，将8N个电子态数和4N个电子进行重分配——首先按照电子数分配好一定数目的电子态数，这样的一个整体是为满带；余下的纯粹电子态外排，形成空带。