能\r带(价带)的宽度较大。相邻两个能带之间不存在晶体电子\r态的能量范围,称为禁带或能隙。在能带里电子态是受周期\r场调制的平面波,称为布洛赫波。任一能带被电子填满时称\r为满带,满带不能导电。原子满壳层对应的能带是满带。部\r分状态被电子占据的能带称为导带,导带电子可参与导电。\r绝缘体是这样的晶体,其价带是满带,隔一个宽度Eg>3电\r子伏的禁带才有一个空无电子的能带。半导体的能带与绝缘\r体相似,只是价带之上的禁带Eg较小。如硅的Eg=1.12电\r子伏(室温),硅价带有部分电子受热激发跳到Eg之上使\r本来空的能带变成导带;同时在价带留下空状态,也可参与\r导电,其行为等效于每个空状态作为一个带正电荷的自由粒\r子,称为空穴。\r金属是能量最高的能带未填满的晶体。能带中每个电子\r态至多容纳自旋相反的两个电子,电子从能量最低的状态填\r起,直到能量为EF的最高态,EF称为费米能,相应的能级\r称为费米能级。金属的EF约为几个电子伏。20世纪60年代\rW.科恩等发展密度泛函理论,使能带论基础更加坚实。计算\r机的发展和计算方法的进步,使能带计算结果更加精确。\r非晶体中原子排列呈无序结构,电子在无序势场中运\r动。1958年P.安德森论证了当无序足够强时,所有电子态都\r是定域态。定域态中电子对固体导电没有贡献。与之对照,\r平面波或布洛赫波代表的电子态称为扩展态。在这基础上\rN.莫脱提出非晶半导体的能带模型:在价带顶部和导带底部\r分别存在一个迁移率边EV和EC将各自能带的定域态和扩\r展态分开。非晶半导体的导电行为取决于其费米能级落在定\r域态还是扩展态。\r准晶格中各个原子的配位数(即最近邻原子数)不是同\r一整数,而是各异的整数;各原子与最近邻原子间距也不是\r同一长度,因而电子态间交叠也不同。准晶体的电子态有扩\r展态、定域态和介于这两者之间的临界态。
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