![高二物理競(jìng)賽能帶理論基礎(chǔ)課件_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view/723de13cca7df725139784025dc4a2a4/723de13cca7df725139784025dc4a2a41.gif)
![高二物理競(jìng)賽能帶理論基礎(chǔ)課件_第2頁](http://file4.renrendoc.com/view/723de13cca7df725139784025dc4a2a4/723de13cca7df725139784025dc4a2a42.gif)
![高二物理競(jìng)賽能帶理論基礎(chǔ)課件_第3頁](http://file4.renrendoc.com/view/723de13cca7df725139784025dc4a2a4/723de13cca7df725139784025dc4a2a43.gif)
![高二物理競(jìng)賽能帶理論基礎(chǔ)課件_第4頁](http://file4.renrendoc.com/view/723de13cca7df725139784025dc4a2a4/723de13cca7df725139784025dc4a2a44.gif)
![高二物理競(jìng)賽能帶理論基礎(chǔ)課件_第5頁](http://file4.renrendoc.com/view/723de13cca7df725139784025dc4a2a4/723de13cca7df725139784025dc4a2a45.gif)
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
能帶理論基礎(chǔ)
第一部分晶體結(jié)構(gòu)和X射線衍射第二部分晶格振動(dòng)和晶體的熱學(xué)性質(zhì)第三部分金屬的自由電子理論第四部分能帶理論基礎(chǔ)第五部分準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)1)基本假定
電子在一有限深度的方勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng),電子間的相互作用可忽略不計(jì)(自由電子近似,獨(dú)立電子近似)。電子按能量的分布遵從Fermi-Dirac統(tǒng)計(jì);電子的填充滿足Pauli不相容原理;電子在運(yùn)動(dòng)中存在一定的散射機(jī)制(弛豫時(shí)間近似)。Drude 經(jīng)典理想氣體 Sommerfeld 量子理想氣體2)本征態(tài)和本征能量我們把自由電子氣等效為在溫度T=0,V=L1×L2×L3的立方體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的N個(gè)自由電子。獨(dú)立電子近似使我們可以把N個(gè)電子問題轉(zhuǎn)換為單電子問題。其運(yùn)動(dòng)方程為:其中,U為電子在勢(shì)阱底部所具有的勢(shì)能,為簡(jiǎn)單起見,可選取U
=0。令k2
2mE有h22
k
2
0(1.6.3)(1.6.4)(1.6.5)???
U
?
E?2?
2mh2在k空間中,電子態(tài)的分布是均勻的。二維正方所對(duì)應(yīng)的k空間中電子態(tài)分布。每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)電子態(tài),每個(gè)態(tài)占據(jù)k空間(2/L)2的的面積三維情況,k空間中電子態(tài)所對(duì)應(yīng)的等能面為球形。能級(jí)填充到N/2能量態(tài)密度(態(tài)密度)電子在能級(jí)上的填充遵守泡利不相容原理(Pauli
exclusion
principle)T=0,電子從最低能級(jí)開始填充(能量最低原則),每個(gè)能級(jí)可以填2個(gè)電子(自旋參量)能量相同的電子態(tài)數(shù)目稱為簡(jiǎn)并度電子填充的最高能級(jí)稱為費(fèi)米能(FermiEnergy,EF
)0每個(gè)能級(jí)可以填2個(gè)電子3323432mV 4
8
3 3
k 2
E
2h3Z
E
2
k
323V 2m
E
23
2h3定義:能態(tài)密度(能量態(tài)密度,在單位能量間隔內(nèi)允許存在的量子態(tài)數(shù)目)32112 3V 2mdZ
N
E
E
2
CE
2dE
2
h其中:
32V 2mC
2
2h3由此可見,電子的能態(tài)密度并不是均勻分布的,電子能量越高,能態(tài)密度就越大。(1.6.19)(1.6.20)(1.6.21)0E0FEN(E)電子(能)態(tài)密度曲線3211V 2mdZ
N
E
dE
E
2
CE
22
2h30FF2E
03NN
E
2 2FFE02mh
kF22mE0kF
h——
費(fèi)米半徑Fermiwave
vectorPF
hkF——
費(fèi)米動(dòng)量Fermi
momentumFVm
hkF——
費(fèi)米速度Fermi
velocity——
費(fèi)米能Fermi
energy基態(tài)時(shí)(T=0),電子在k空間的分布Fermi球Fermi面化學(xué)勢(shì) Fermi能 EF∴電子比熱直流電導(dǎo)--k空間圖像
ne2FmSommerfeld展開式設(shè)函數(shù)Q(E)在(-,+)上連續(xù)可微,Q(0)=0
,并且滿足條件,其中α為大于0的常數(shù)。在kBT
<<
EF的情況下,有Elim
e
EQ
E
0
226FBFk
T
Q
EI
f E Q E dE
Q
E0其中1expFk
TfE
??E
E
1???
B ?為F-D分布函數(shù)當(dāng)Ce=CL時(shí),可求出此時(shí)的溫度2
D cF24
T5Z3T CLCeTCT0C實(shí)驗(yàn)值對(duì)于簡(jiǎn)單金屬,
D
~
102K,
TF
~
104
K,估算出TC
~1
K的數(shù)量級(jí)。所以,在很低溫度下,電子熱容量與晶格熱容量同數(shù)量級(jí),這時(shí),電子熱容量就不可忽略。
功函數(shù)和接觸電勢(shì)熱電子發(fā)射和功函數(shù)實(shí)驗(yàn)表明,熱電子發(fā)射的電流密度為2W?
?j
AT
exp
?k T
??
B ?其中A為常數(shù),W為功函數(shù)(或脫出功),即電子逸出金屬所需克服的勢(shì)壘。V0EF0xV金屬真空Richardson-Dushman公式
W接觸電勢(shì)W1(EF)1(EF)2W2金屬1金屬2W1W2EF
金屬1金屬2當(dāng)兩塊不同金屬1和2相接觸或用導(dǎo)線相連接時(shí),這兩塊金屬會(huì)同時(shí)帶電,而具有不同的電勢(shì)V1和V2,這種電勢(shì)稱為接觸電勢(shì)。eV12能帶論的三個(gè)基本(近似)假設(shè):Born-Oppenheimer絕熱近似:離子的波函數(shù)與電子的位置及狀態(tài)無關(guān)多粒子問題→多電子問題Hatree-Fock平均場(chǎng)近似:忽略電子與電子間的相互作用,用平均場(chǎng)代替電子與電子間的相互作用。多電子問題→單電子問題周期場(chǎng)近似(Periodic
potential
approximation):?jiǎn)坞娮訂栴}→單電子在周期場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題Bloch定理在周期場(chǎng)中,描述電子運(yùn)動(dòng)的Schr?dinger方程為2E r2m?2
?
?
U r ?
r?
?h其中,U(r)
=
U(r+Rl)為周期性勢(shì)場(chǎng),Rl=l1a1+l2a2+l3a3為格矢,方程的解為:
kr
e u r
ik
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 二零二五年度餐飲業(yè)食品添加劑使用規(guī)范協(xié)議書模板3篇
- 二零二五年飯館員工勞動(dòng)合同與員工福利配套協(xié)議3篇
- 二零二五年鈑金噴涂維修產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型承包協(xié)議2篇
- 2024版權(quán)質(zhì)押合同質(zhì)權(quán)實(shí)現(xiàn)及債務(wù)清償
- 2024年物業(yè)管理公司關(guān)于小區(qū)保潔服務(wù)合同
- 二零二五年度智慧城市建設(shè)項(xiàng)目宣傳推廣服務(wù)合同3篇
- 2024版電動(dòng)伸縮門銷售協(xié)議3篇
- 2024年股權(quán)投資合同范本:投資金額與股權(quán)比例
- 2025年度新能源汽車充電樁建設(shè)合作協(xié)議范本3篇
- 二零二五年度環(huán)保設(shè)備模具定制合同范本3篇
- 奶茶督導(dǎo)述職報(bào)告
- 山東萊陽核電項(xiàng)目一期工程水土保持方案
- 白熊效應(yīng)(修訂版)
- 小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化教學(xué)
- 視頻監(jiān)控維保項(xiàng)目投標(biāo)方案(技術(shù)標(biāo))
- 社會(huì)組織能力建設(shè)培訓(xùn)
- 立項(xiàng)報(bào)告蓋章要求
- 2022年睪丸腫瘤診斷治療指南
- 被執(zhí)行人給法院執(zhí)行局寫申請(qǐng)范本
- 主變壓器試驗(yàn)報(bào)告模板
- 安全防護(hù)通道施工方案
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論