半导体导带和价带数据

【半导体】（1）导带conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)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(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。

B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围。

导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。

导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。

导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。

这是半导体的一个特征参量。

（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。

被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。

禁带，英文名为：Forbidden Band 在能带结构中能态密度[1]为零的能量区间。

导带价带禁带GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-【半导体】（1）导带conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)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(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。

B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围。

导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。

导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。

导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。

这是半导体的一个特征参量。

（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K 时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

【半导体】（1）导带conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)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(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。

B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围。

导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。

导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。

导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。

这是半导体的一个特征参量。

（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。

被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。

禁带，英文名为：Forbidden Band 在能带结构中能态密度[1]为零的能量区间。

半导体的能带结构半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，其最重要的特征是它的电导率随着温度的变化而变化。

半导体的电导率比绝缘体高，但比导体低。

这种特殊的电性质是由半导体中的能带结构所决定的。

半导体的能带结构是指在半导体内部原子的价电子能级和空穴能级之间的分布情况。

半导体中的原子由于空间限制而形成晶格结构，晶格中的原子排列有序，而且具有周期性。

在这个有序的结构中，原子之间的电子能量不完全相同，因此，它们的能级也不同，这就形成了能带结构。

半导体的能带结构是由价带和导带组成的。

价带是指半导体中原子的最外层电子的能级，这些电子处于价态。

导带是指在半导体中具有传导电子能力的能级，这些电子处于导态。

在半导体中，导带和价带之间存在一段能量间隙，即禁带宽度。

禁带宽度是指在半导体中，电子从价带跃迁到导带所需要的最小能量，也称为带隙。

半导体的能带结构不仅决定了半导体的电性质，而且还直接影响着半导体的光学性质。

在半导体中，能带结构和带隙的大小决定了半导体的吸收和发射光谱。

当半导体受到外界光照射时，电子能够从价带跃迁到导带，从而产生电子空穴对。

这种现象被称为光电效应。

在半导体中，光电效应的发生与能带结构和带隙的大小有直接关系。

除了光电效应，半导体的能带结构还影响着半导体的输运性质。

在半导体中，电子和空穴的运动受到晶格缺陷和杂质的影响，从而影响半导体的电导率。

这些晶格缺陷和杂质会影响半导体的禁带宽度和电子迁移率，从而影响半导体的电性质。

半导体的能带结构是半导体材料中最重要的物理特性之一。

它直接决定了半导体的电性质和光学性质，对于半导体器件的设计和制造具有重要意义。

随着半导体技术的发展，对半导体的能带结构的研究也将会越来越深入。

【半导体】（1）导带 conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带（valenee band）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（forbidden ban d/ba nd gap）进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带一一导带。

B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子一一自由电子（简称为电子）所处的能量范围。

导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。

导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。

导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。

这是半导体的一个特征参量。

（2）价带与禁带价带（vale nee band ）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。

被价电子占据的能带（低温下通常被价电子占满）。

禁带，英文名为：Forbidden Band 在能带结构中能态密度［1］为零的能量区间。

二氧化硅（SiO2）是一种半导体材料，其导带与价带能级决定了它的电子行为。

在晶体结构中，SiO2 由一个硅离子和两个氧离子组成，硅离子的价电子构成了硅的价带，而氧离子的p轨道构成了氧的价带。

在纯净的二氧化硅中，硅原子和氧原子通过共价键连接在一起。

由于硅和氧的电负性不同，硅原子在共价键中的电子将向氧原子偏移。

这使得硅原子失去了一部分电子，形成价空穴（即不占据电子态的态），而氧原子获得了这些电子，形成了新的电子态。

因此，硅的价带上存在价空穴，而氧的价带上存在电子。

在二氧化硅中，硅的导带带隙较大，所以硅的导带几乎是空的，缺乏自由电子。

而氧的价带带隙较小，使得氧的价带中存在一些自由电子。

由于这种差异，当在二氧化硅中施加适当的电场或热激发时，氧的电子可以跃迁到硅的导带，形成导电状态。

需要注意的是，实际应用中，通过掺杂等手段可以改变二氧化硅的导带和价带能级。

比如，掺入五价磷原子（P）可以引入额外的电子，形成负型（N型）二氧化硅，此时导带能级会降低；而掺入三价硼原子（B）可以形成空穴，形成正型（P型）二氧化硅，此时导带能级会升高。

半导体材料的能带结构分析半导体材料是当今科技发展中至关重要的一部分，它们在电子、通信、光电等领域发挥着重要作用。

要了解半导体的性质和性能，我们需要深入研究其能带结构。

一、能带结构的基本概念能带结构是指固体材料中原子、分子或离子的能级在近邻原子的干扰下形成的能带分布。

它将所有能级按照能量从低到高分布在一定范围内。

通常将处于费米能级以上的能级称为导带，而处于费米能级以下的能级称为价带。

二、半导体材料的能带结构半导体材料的能带结构与其他几类材料有所不同。

对于导体材料，其能带结构中的价带和导带存在重叠，因此电子可以自由地从价带跃迁至导带，并形成电流；对于绝缘体材料，价带和导带之间的能隙非常大，几乎没有电子可以从价带跃迁至导带，因此电流很小。

而半导体材料则介于导体和绝缘体之间，其能隙较小，但不为零，因此在适当条件下，一些电子会从价带跃迁至导带，形成电流。

三、半导体材料的载流子类型导带中的电子可带负电荷，称为自由电子；而因价带中缺失电子而产生的空位则可带正电荷，称为空穴。

在半导体材料中，载流子既可以是电子也可以是空穴。

其中以硅材料最为常见，其能带结构特征明显。

四、掺杂对能带结构的影响通过掺杂，即在半导体材料中引入少量不纯物质，可以显著改变半导体的导电性能。

通常分为n型和p型两种掺杂方式。

1. n型半导体当半导体材料中掺入杂质原子，如砷或磷等，这些杂质原子与原有材料的原子替代位置形成共价键，形成更多自由电子，并且这些自由电子会处于导带中。

因此，n型半导体材料具有更高的导电性能。

2. p型半导体相反，当半导体材料中掺入杂质原子，如硼或铝等，这些杂质原子与原有材料的原子形成新的化学键，留下空位，构成更多的空穴。

因此，p型半导体材料具有更高的导电性能。

通过n型和p型半导体材料的组合，我们可以制造出各种半导体器件，如二极管、晶体管等，这些器件在电子学和通信领域具有重要应用。

五、调控能带结构的方法除了掺杂外，还可以通过调控半导体材料的结构和组合来改变其能带结构，以进一步优化其性能。

超导体的价带和导带
导带：由自由电子形成的能量空间。

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。

价带：半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。

被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。

一般能量源是光照。

施主与受主:半导体中掺入施主杂质后,施主电离后将成为带正电离子,并同时向导带提供电子,这种杂质就叫施主;半导体中掺入受主杂质后,受主电离后将成为带负电的离子,并同时向价带提供空穴,这种杂质就叫受主.直接带隙与间接带隙:直接带隙半导体材料就是导带最小值（导带底）和满带最大值在k 空间中同一位置.间接带隙半导体材料导带最小值（导带底）和满带最大值在k 空间中不同位置.简并与非简并半导体:简并半导体:掺杂浓度高,对于n 型半导体,其费米能级EF 接近导带或进入导带中;对于p 型半导体,其费米能级EF 接近价带或进入价带中的半导体.非简并半导体:掺杂浓度较低,其费米能级EF 在禁带中的半导体.少子与多子:半导体中有电子和空穴两种载流子.半导体材料中某种载流子占大多数,则称它为多子,另一种为少子.表面重构与表面弛豫:其表面的分子链、链段和基团会随着环境改变而重新排列以适应环境的变化,使界面能最低达到稳定状态.表面为了适应环境从一个状态到另一个状态的变化过程,称表面重构.空穴与空位:在电子挣脱价键的束缚成为自由电子后,其价键中所留下的空位.一个空穴带一个单位的正电子电量.空位:晶体中的原子或离子由于热运动离开了原来的晶格位置后而留下的.少子寿命与扩散长度:非平衡载流子的平均生存时间,扩散长度则是非平衡载流子深入样品的平均距离.杂质与杂质能级:杂质,半导体中存在的于本体元素不同的其他元素.半导体材料的电磁性质可以通过掺入不同类型和浓度的杂质而加以改变,半导体中的杂质或缺陷可以在禁带中形成电子的束缚能级,称为杂质能级.本征半导体:纯净的,不含任何杂质和缺陷的半导体.杂质带导电:杂质能带中的电子通过杂质电子之间的共有化运动参加导电的现象称为杂质导电.电中性条件:电中性条件是半导体在热平衡情况下,它的内部所必须满足的一个基本条件.电中性条件即是说半导体内部总是保持为电中性的,其中没有多余的空间电荷,即处处正电荷密度等于负电荷密度.禁带窄化效应:杂质能带进入导带或价带,并与导带或价带相连,形成新的简并能带,使能带的状态密度发生了变化,简并能带的尾部伸入到禁带中,称为带尾,导致禁带宽度由Eg 减小到Eg ’,所以重掺杂时,禁带宽度变窄了,称为禁带变窄效应.负阻效应 直接复合与间接复合:直接复合:导带电子和价带空穴之间直接跃迁复合.间接复合:导带电子通过复合中心（禁带中的能级）和价带空穴间接复合.什么叫浅能级杂质?它们电离后有何特点?答:浅能级杂质是指杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质.它们电离后将成为带正电（电离施主）或带负电（电离受主）的离子,并同时向导带提供电子或向价带提供空穴.漂移运动与扩散运动之间有什么联系?非简并半导体的迁移率与扩散系数之间有什么联系?解:漂移运动与扩散运动之间通过迁移率与扩散系数相联系.而非简并半导体的迁移率与扩散系数则通过爱因斯坦关系相联系,二者的比值与温度成反比关系,即Tk q D0=μ.何谓非平衡载流子?非平衡状态与平衡状态的差异何在?解:半导体处于非平衡态时,附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度,额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子.通常所指的非平衡载流子是指非平衡少子.热平衡状态下半导体的载流子浓度是一定的,产生与复合处于动态平衡状态,跃迁引起的产生、复合不会产生宏观效应.在非平衡状态下，额外的产生、复合效应会在宏观现象中体现出来.何谓迁移率?影响迁移率的主要因素有哪些?解:迁移率是单位电场强度下载流子所获得的漂移速率.影响迁移率的主要因素有能带结构（载流子有效质量）温度和各种散射机构.何谓本征半导体?为什么制造半导体器件一般都用含有适当杂质的半导体材料?完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体.杂质能够为半导体提供载流子,对半导体材料的导电率影响极大.简要说明什么是载流子的漂移运动,扩散运动和热运动?他们有何不同?解:载流子因浓度差而引起的扩散运动;在电场力作用下载流子的漂移运动;由外加温度引起的载流子的热运动等.热运动:在没有任何电场作用时,一定温度下半导体中的自由电子和空穴因热激发所产生的运动是杂乱无障的,好像空气中气体的分子热运动一样.由于是无规则的随机运动,合成后载流子不产生定向位移,从而也不会形成电流.漂移运动:在半导体的两端外加一电场E,载流子将会在电场力的作用下产生定向运动.电子载流子逆电场方向运动,而空穴载流子顺着电场方向运动.从而形成了电子电流和空穴电流,它们的电流方向相同.所以,载流子在电场力作用下的定向运动称为漂移运动,而漂移运动产生的电流称漂移电流.扩散运动: 在半导体中,载流子会因浓度梯度产生扩散.如在一块半导体中,一边是N 型半导体,另一边是P 型半导体,则N 型半导体一边的电子浓度高,而P 型半导体一边的电子浓度低.反之,空穴载流子是P 型半导体一边高,而N 型半导体一边低.由于存在载流子浓度梯度而产生的载流子运动称为扩散运动.就你在任何知识渠道所获得的信息，举出一个例子来说明与半导体物理相关的最新知识进展。

【半导体】（1）导带conduction band导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)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(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。

势能动能：导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。

（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

禁带，英文名为：Forbidden Band 常用来表示价带和导带之间的能态密度为零的能量区间。

禁带宽度的大小决定了材料是具有半导体性质还是具有绝缘体性质。

半导体的禁带宽度较小，当温度升高时，电子可以被激发传到导带，从而使材料具有导电性。

绝缘体的禁带宽度很大，即使在较高的温度下，仍是电的不良导体。

无机半导体的禁带宽度从0.1～2.0eV，π-π共轭聚合物的能带隙大致在1.4～4.2eV,绝缘体的禁带宽度大于4.5eV。

（3）导带与价带的关系：“电子浓度=空穴浓度”，这实际上就是本征半导体的特征，因此可以说，凡是两种载流子浓度相等的半导体，就是本征半导体。

（1）导带conduction band：导带是由自由电子形成的能量空间.即固体构造内自由活动的电子所具有的能量规模.对于金属,所有价电子所处的能带就是导带.对于半导体,所有价电子所处的能带是所谓价带,比价带能量更高的能带是导带.在绝对零度温度下,半导体的价带(valence band)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超出禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带,空带中消失电子后即成为导电的能带——导带.势能动能：导带底是导带的最低能级,可算作是电子的势能,平日,电子就处于导带底邻近;离劝导带底的能量高度,则可算作是电子的动能.当有外场感化到半导体两头时,电子的势能即产生变更,从而在能带图上就表示出导带底产生竖直;反过来,凡是能带产生竖直的区域,就必定消失电场（外电场或者内建电场）. （2）价带与禁带：价带（valence band）或称价电带,平日是指半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带.对半导体而言,此能带中的能级根本上是持续的.全充满的能带中的电子不克不及在固体中自由活动.但若该电子受到光照,它可接收足够能量而跳入下一个允许的最高能区,从而使价带变成部分充填,此市价带中留下的电子可在固体中自由活动.禁带,英文名为：Forbidden Band 经常应用来暗示价带和导带之间的能态密度为零的能量区间.禁带宽度的大小决议了材料是具有半导体性质照样具有绝缘体性质.半导体的禁带宽度较小,当温度升高时,电子可以被激发传到导带,从而使材料具有导电性.绝缘体的禁带宽度很大,即使在较高的温度下,仍是电的不良导体.无机半导体的禁带宽度从～,π-π共轭聚合物的能带隙大致在～4.2eV,绝缘体的禁带宽度大于.（3）导带与价带的关系：“电子浓度=空穴浓度”,这现实上就是本征半导体的特点,是以可以说,凡是两种载流子浓度相等的半导体,就是本征半导体.留意：不但未掺杂的半导体是本征半导体,就是掺杂的半导体,在必定前提下（例如高温下）也可以改变成本征半导体.空穴,载流子：价带中的很多电子（价电子）其实不克不及导电,而少量的价电子空位——空穴才干导电,故称空穴是载流子.空穴的最低能量——势能,也就是价带顶,平日空穴就处于价带顶邻近.禁带宽度：价带顶与导带底之间的能量差,就是所谓半导体的禁带宽度.这就是产生本征激发所须要的最小平均能量.施主与受主：对于掺杂半导体,电子和空穴大多半是由杂质来供给的.可以或许供给电子的杂质称为施主;可以或许供给空穴的杂质称为受主.施主的能级处在接近导带底的禁带中;受主的能级处在接近价带顶的禁带中.现实上未掺杂半导体的费米能级在价带和导带的中心邻近.n型半导体的费米能级在导带底邻近,而p 型在价带顶邻近.（4）能隙：能隙（Bandgap energy gap）或译作能带隙,在固态物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带（valence band）顶端至传导带（conduction band）底端的能量差距.费米能：依据量子力学理论,具有半奇数自旋量子数（平日为1/2）的费米子,如电子,遵守泡利不相容道理,即一个量子态只能被一个粒子所占领.是以,费米子在能级中的散布遵守费米-狄拉克散布.一个由无互相感化的费米子构成的体系的基态模子可按照如下的办法构造：从无粒子体系开端,将粒子逐个填入现有而未被占领的最低能量的量子态,直到所有粒子全体填完.此时,体系的费米能就是最高占领分子轨道的能量.费米面：金属中的自由电子知足泡利不相容道理,其在单粒子能级上散布几率遵守费米统计散布f(E) = 1 / (1 + expE − Ef / KbT)（个中Ef暗示费米能级,Kb暗示玻尔兹曼常数,T暗示温度）当T=0K时,f(E)= 1.暗示在绝对零度下,电子将占领E≤Ef的全体能级,而大于Ef的能级将全体空着,自由电子的能量暗示为E（k）=ћ²к²/2m,它在к空间的等能面是一球面,将E=Ef等能面称为费米面.留意：半导体中费米能级和金属费米能级是不合的,金属费米能级就是0K下电子占领的最高能级.半导体中所谓费米能级现实上是电子体系的化学势,是由热力学统计物理中推导的一个量,所以说假如从金属费米能级角度懂得的就错了.。

【半导体】（1）导带conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)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(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。

B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围。

导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。

导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变更，从而在能带图上就表示出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必定存在电场（外电场或者内建电场）。

导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。

这是半导体的一个特征参量。

（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不克不及在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带酿成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。

被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。

禁带，英文名为：Forbidden Band 在能带结构中能态密度[1]为零的能量区间。

【半导体】（1）导带conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间。

即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

对于金属，所有价电子所处的能带就是导带。

对于半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带。

在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)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(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带。

B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围。

导带中往往只有少量的电子，大多数状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子。

导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能。

当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变化，从而在能带图上就表现出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就必然存在电场（外电场或者内建电场）。

导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量。

这是半导体的一个特征参量。

（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带。

对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的。

全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带变成部分充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。

价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。

被价电子占据的允带（低温下通常被价电子占满）。

禁带，英文名为：Forbidden Band 在能带结构中能态密度[1]为零的能量区间。

【半导体】之迟辟智美创作（1）导带conduction bandA解释导带是由自由电子形成的能量空间.即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围.对金属，所有价电子所处的能带就是导带.对半导体，所有价电子所处的能带是所谓价带，比价带能量更高的能带是导带.在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论)，受到光电注入或热激发后，价带中的部份电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带——导带.B导带的涵义：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由许多准连续的能级组成的；是半导体的一种载流子——自由电子（简称为电子）所处的能量范围.导带中往往只有少量的电子，年夜大都状态（能级）是空着的，则在外加作用下能够发生状态的改变，故导带中的电子能够导电，即为载流子.导带底是导带的最低能级，可看成是电子的势能，通常，电子就处于导带底附近；离开导带底的能量高度，则可看成是电子的动能.当有外场作用到半导体两端时，电子的势能即发生变动，从而在能带图上就暗示出导带底发生倾斜；反过来，凡是能带发生倾斜的区域，就肯定存在电场（外电场或者内建电场）.导带底到真空中自由电子能级的间距，称为半导体的亲和能，即是把一个电子载流子从半导体内部拿到真空中去所需要的能量.这是半导体的一个特征参量.（2）价带与禁带价带（valence band）或称价电带，通常是指半导体或绝缘体中，在0K时能被电子占满的最高能带.对半导体而言，此能带中的能级基本上是连续的.全布满的能带中的电子不能在固体中自由运动.但如果该电子受到光照，它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区，从而使价带酿成部份充填，此时价带中留下的电子可在固体中自由运动.价带中电子的自由运动对与晶体管有关的现象是很重要的.被价电子占据的允带（高温下通常被价电子占满）.禁带，英文名为：Forbidden Band 在能带结构中能态密度[1]为零的能量区间.经常使用来暗示价带和导带之间的能态密度为零的能量区间.禁带宽度的年夜小决定了资料是具有半导体性质还是具有绝缘体性质.半导体的禁带宽度较小，当温度升高时，电子可以被激发传到导带，从而使资料具有导电性.绝缘体的禁带宽度很年夜，即使在较高的温度下，仍是电的不良导体.（3）导带与价带的关系：对未搀杂的本征半导体，导带中的电子是由它下面的一个能带（即价带）中的电子（价电子）跃迁上来而形成的，这种发生电子（同时也发生空穴——半导体的另外一种载流子）的过程，称为本征激发.在本征激发过程中，电子和空穴是成对发生的，则总是有“电子浓度=空穴浓度”.这实际上就是本征半导体的特征，因此可以说，凡是两种载流子浓度相等的半导体，就是本征半导体.这就意味着，不单未搀杂的半导体是本征半导体，就是搀杂的半导体，在一定条件下（例如高温下）也可以转酿本钱征半导体.价带的能量低于导带，它也是由许多准连续的能级组成的.可是价带中的许多电子（价电子）其实不能导电，而少量的价电子空位——空穴才华导电，故称空穴是载流子.空穴的最低能量——势能，也就是价带顶，通常空穴就处于价带顶附近.价带顶与导带底之间的能量差，就是所谓半导体的禁带宽度.这就是发生本征激发所需要的最小平均能量.这是半导体最重要的一个特征参量.对搀杂半导体，电子和空穴年夜大都是由杂质来提供的.能够提供电子的杂质称为施主；能够提供空穴的杂质称为受主.施主的能级处在靠近导带底的禁带中；受主的能级处在靠近价带顶的禁带中.能隙能隙（Bandgap energy gap）或译作能带隙，在固态物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带（valence band）顶端至传导带（conduction band）底真个能量差距.能带理论是研究固体中电子运动规律的一种近似理论.固体由原子组成，原子又包括原子实和最外层电子，它们均处于不竭的运动状态.为使问题简化，首先假定固体中的原子实固定不动，并按一定例律作周期性排列，然后进一步认为每个电子都是在固定的原子实周期势场及其他电子的平均势场中运动，这就把整个问题简化成单电子问题.能带理论就属这种单电子近似理论，它首先由F.布洛赫和L.-N.布里渊在解决金属的导电性问题时提出.理论应用对一个本征半导体（intrinsic semiconductor）而言，其导电性与能隙的年夜小有关，只有获得足够能量的电子才华从价带被激发，跨过能隙并跃迁至传导带.利用费米-狄拉克统计（Fermi-Dirac Statistics）可以获得电子占据某个能阶（energystate）E0的机率.又假设E0 > > EF，EF是所谓的费米能阶（Fermi level），电子占据E0的机率可以利用波兹曼近似简化为：在上式中，Eg是能隙的宽度、k是波兹曼常数（Boltzmann's Constant），而T则是温度.半导体资料的能隙可以利用一些工程手法加以调整，特别是在化合物半导体中，例如控制砷化镓铝（AlGaAs）或砷化镓铟（InGaAs）各种元素间的比例，或是利用如分子束磊晶（Molecular Beam Epitaxy, MBE）生长出多层的磊晶资料.这类半导体资料在高速半导体元件或是光电元件，如异质接面双载子晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor, HBT）、雷射二极管，或是太阳能电池上已经成为主流.固体的能带固体的导电性能由其能带结构决定.对一价金属，价带是未满带，故能导电.对二价金属，价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电，绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带.无机半导体的禁带宽度从0.1～2.0eV，π-π共轭聚合物的能带隙年夜致在1.4～4.2eV,绝缘体的禁带宽度年夜于4.5eV.在任何温度下，由于热运动，满带中的电子总会有一些具有足够的能量激发到空带中，使之成为导带.由于绝缘体的禁带宽度较年夜，常温下从满带激发到空带的电子数微缺乏道，宏观上暗示为导电性能差.半导体的禁带宽度较小，满带中的电子只需较小能量就能激发到空带中，宏观上暗示为有较年夜的电导率.能带理论在说明电子在晶格中的运动规律、固体的导机电构、合金的某些性质和金属的结合能等方面取得了重年夜成绩，但它究竟是一种近似理论，存在一定的局限性.例如某些晶体的导电性不能用能带理论解释，即电子共有化模型和单电子近似不适用于这些晶体.多电子理论建立后，单电子能带论的结果常作为多电子理论的起点，在解决现代复杂问题时，两种理论是相辅相成的.。