能带理论学习体会
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半导体物理的心得体会半导体物理学作为现代电子技术的重要基础,对于了解材料特性、器件设计与制造具有重要意义。
通过学习半导体物理学,我深刻认识到半导体材料的特殊性质以及对电子学发展的巨大贡献。
下面我将从晶体结构、能带理论、载流子行为以及PN结构等方面进行总结与分析。
一、晶体结构晶体结构是理解半导体物理学的基础。
晶体结构的完美排列使得半导体材料具有一定的导电性能。
晶体结构的种类包括立方晶系、六方晶系等等。
通过了解晶体结构,我明白了导电特性与晶格结构之间的密切关系,这使得我更好地理解了半导体器件的工作原理。
二、能带理论能带理论是理解半导体导电性质的关键。
半导体材料的导电行为与其电子能带的填充情况密切相关。
通过学习能带理论,我了解了半导体材料中导带和价带的能级分布情况,以及能带之间的能隙。
同时,我还了解到掺杂对材料导电性质的影响,N型半导体和P型半导体之间的差异。
能带理论为我深入理解半导体器件的工作原理提供了基础。
三、载流子行为载流子是半导体材料的导电活性粒子,对于半导体器件的性能起着决定性作用。
学习半导体物理学,我了解到半导体材料中存在着电子和空穴两种载流子。
电子是valence带中被激发到conduction带的粒子,而空穴则是原子缺陷引起的带内能级。
通过对载流子行为的研究,我明白了不同的载流子浓度和迁移率对半导体器件的性能影响。
因此,在半导体器件设计和集成电路制造过程中,合理控制载流子行为至关重要。
四、PN结构PN结构是最基本也是最常见的半导体器件结构之一。
通过学习半导体物理学,我了解到PN结构的形成与掺杂技术有密切关系。
PN结构的正向偏置和反向偏置使半导体器件能够应用于二极管、三极管等各种电子元件中。
此外,通过掌握PN结构的工作原理,我还能够理解光电二极管、太阳能电池等新型半导体器件。
总结通过学习半导体物理学,我对半导体材料的特性、器件设计和制造有了更深入的了解。
晶体结构、能带理论、载流子行为以及PN结构等方面的知识为我提供了一个全面的半导体物理学认知框架。
学习理论的体会
学习理论一直是教育领域的重要研究内容。
对于我个人而言,学习理论不仅是
理论知识,更是实践的指导和思考的源泉。
通过学习理论,我深刻体会到学习的本质和规律,也更加清晰地认识到自己的学习方式和方法。
首先,学习理论告诉我们,学习是一个渐进的过程。
无论是在知识的积累还是
能力的提升上,都需要不断地学习和实践。
从最简单的概念到最复杂的理论,都需要一个持之以恒的过程。
通过不懈的努力和不断的实践,我们才能不断地提升自己,达到更高的境界。
其次,学习理论强调个体的学习差异。
每个人的学习方式和速度都是不同的,
理解和接受知识的方式也各有不同。
因此,在学习的过程中,要注重个性化的学习计划和方法。
了解自己的学习特点,发挥自己的优势,找到适合自己的学习路径,才能事半功倍,取得更好的学习效果。
另外,学习理论还提醒我们要注重反思和思考。
学习不仅仅是接受知识,更是
思考和实践的过程。
通过反思自己的学习方式和方法,不断调整和改进,可以更好地提高学习效果。
思考能够帮助我们更深入地理解知识,发现问题所在,从而更好地解决问题,提高学习的效率和质量。
总的来说,学习理论是我们学习的指导原则和实践准则。
通过学习理论,我更
加深刻地认识到学习的重要性,明确了学习的方向和目标,提高了学习的效率和质量。
在今后的学习和工作中,我将继续深化对学习理论的理解和应用,不断完善自己的学习方式和方法,努力提高自己的学习水平和能力。
第1篇在大学四年的学习生活中,我深刻体会到了实践理论教学的重要性。
实践理论知识不仅帮助我们构建了扎实的理论基础,还为我们今后的职业生涯奠定了坚实的基础。
以下是我对实践理论教学的几点心得体会。
一、理论与实践相结合实践理论知识是大学生综合素质的重要组成部分。
在学习过程中,我们要注重理论与实践相结合,将所学知识运用到实际生活中。
以下是我对理论与实践相结合的一些具体体会:1. 理论知识是实践的基石。
在学习过程中,我们要深入学习理论知识,掌握基本概念、原理和方法。
只有具备扎实的理论基础,我们才能在实际工作中游刃有余。
2. 实践是检验真理的唯一标准。
在学习过程中,我们要积极参加实践活动,将理论知识运用到实际工作中。
通过实践,我们不仅可以巩固所学知识,还可以发现问题、解决问题,提高自己的实际操作能力。
3. 理论与实践相互促进。
在实践中,我们会遇到各种问题,这些问题促使我们深入学习理论知识,寻求解决方案。
反过来,理论知识的深入学习又会提高我们的实践能力,形成良性循环。
二、积极参与实践活动实践理论知识的学习离不开实践活动。
以下是我对参与实践活动的几点体会:1. 提高综合素质。
通过参与实践活动,我们可以锻炼自己的团队协作、沟通协调、组织策划等能力,提高自己的综合素质。
2. 培养创新精神。
在实践活动中,我们要敢于尝试、勇于创新,不断探索新的思路和方法,培养自己的创新精神。
3. 增强社会责任感。
参与社会实践活动,让我们更加了解社会、关心民生,增强自己的社会责任感。
三、加强师生互动实践理论知识的学习离不开教师的指导和同学之间的交流。
以下是我对加强师生互动的几点体会:1. 教师是实践理论知识学习的引导者。
教师要善于启发学生思考,引导学生将理论知识运用到实际工作中,激发学生的学习兴趣。
2. 同学之间的交流与协作。
在学习过程中,我们要积极参与课堂讨论,与同学分享自己的观点和经验,共同进步。
3. 课下交流。
课下,我们要主动与教师、同学沟通交流,探讨实践理论知识的学习方法和经验,提高自己的学习效果。
半导体物理的心得体会导言半导体物理作为一门重要的学科,对现代科技和社会发展起到了至关重要的作用。
作为一个在这一领域深耕多年的研究者,我深感半导体物理的魅力和挑战。
本文旨在分享我的心得体会,希望能对读者理解半导体物理的本质和研究方法有所启发。
一、半导体物理的基本概念在探讨半导体物理之前,我们首先要了解什么是半导体。
半导体是指电导率介于导体和绝缘体之间的一类物质。
正是由于半导体的这一特性,使得它成为了电子学、光电技术和信息技术领域的基础。
而半导体物理则是研究半导体材料性质和行为规律的学科。
二、半导体的能带理论在半导体物理中,能带理论是我们必须掌握的重要基础。
根据能带理论,半导体中的电子能级可分为价带和导带。
价带中的电子处于较低的能级,难以导电;而导带中的电子则具有更高的能级,能够在外加电场的作用下产生导电。
通过对半导体材料和电子结构的深入研究,我们可以更好地理解半导体的导电性质和其在电子器件中的应用。
三、半导体器件的研究与设计半导体物理的研究与设计离不开对半导体器件的理解与分析。
半导体器件包括二极管、晶体管、光电器件等,广泛应用于电子技术领域。
在研究半导体器件时,我们需要了解材料的特性、结构和工艺,同时深入理解电子在半导体中的行为规律。
通过对半导体器件的研究与设计,我们可以不断推动电子技术的发展和创新。
四、半导体物理的挑战与未来尽管半导体物理已经取得了巨大的成就,但仍然面临着许多挑战和问题。
例如,当今半导体技术已逐渐接近极限,如何突破摩尔定律的瓶颈成为了研究者面临的重要问题。
此外,随着纳米技术和量子计算的兴起,我们还需要面对新的挑战并不断探索未知领域。
因此,半导体物理研究者需要勇于创新,在跨学科合作中不断突破自己,为社会和科技进步贡献力量。
结语半导体物理作为一门具有深度和广度的学科,具有极高的研究和应用价值。
通过对半导体的基本概念、能带理论、器件研究与设计以及未来发展的探讨,我们可以更好地理解半导体物理的本质和意义。
理论文章之心得体会篇在大学学习中,我们接触到了很多理论性的课程,也读了很多理论性的文章。
这些理论似乎有些枯燥,但是对于我们的学习和思考有着重要的意义,并且理论也不应该被简单地忽视。
在阅读这些文章的同时,我也有了一些心得体会。
首先,学习理论需要一定的耐心和毅力。
学习理论的过程有时会比较单调,需要我们保持兴趣和热情,乐于探索其中的精髓。
在读一篇理论文章的时候,我们不应该急于求成,应该采用系统性的方式,分步骤地读和归纳。
如果我们能够耐心地读完一篇理论文章并深入思考其中的隐含意义,就会收获丰富。
其次,理论也需要和实践相结合。
虽然理论通常提供了理性的框架和解释,但是理论与实践实际上互相影响,二者显然不可分割。
我们可以通过实践来检验理论的可靠性,也可以通过理论来指导实践的深入发展。
在大学学习中,我们可以在实践中发现问题并深入思考,同时将理论知识与实践相结合,从而理解更加深刻。
此外,对于一些特定领域的理论,我们还需要有相关背景的知识储备。
例如,在学习物理学时,我们还需要有一定的数学知识,才能理解更深奥的物理理论和公式。
因此,在学习特定领域的理论时,我们需要有一定的前置知识。
在学习的过程中,我们需要从基础开始逐步深入,将理论与实践相结合,带着问题探索和发现其中的规律。
总之,学习理论需要我们保持耐心和毅力、与实践相结合、具备相关背景知识等。
在这个过程中,我们还要学会探索和思考,并且创造性地将理论知识应用于实践中。
只有这样,我们才能深入理解和应用理论知识,进而在人生的道路上有更多的收获和成长。
理论学习心得体会范本作为一名学生,我经常会进行各种理论学习,包括课堂上的学习和独立阅读等。
在这个过程中,我积累了一些心得体会,以下是我总结的一些要点:首先,持续学习是非常重要的。
理论学习并非一蹴而就,而是需要长期坚持和努力。
只有通过持续学习,我们才能够不断更新自己的知识储备,保持自己的竞争力。
对于我来说,在每一个学期的开始,我都会给自己制定一个学习计划,明确每天的学习任务和目标,以确保我能够持续的进行学习。
同时,我还会利用碎片化时间进行学习,比如在公交车上或者空闲的休息时间。
通过这样的方式,我能够充分利用时间,提高我的学习效率。
其次,理论学习需要有系统性。
不同的学科领域都有自己的理论体系,我们需要按照一定的顺序进行学习,以确保我们能够系统地掌握相关知识。
在我的学习过程中,我通常会按照教材或者参考书的章节顺序进行学习,逐步深入理解各个知识点。
同时,我还会在学习过程中进行总结和归纳,将学到的知识进行整理和梳理,形成自己的思维导图或者笔记。
通过这样的方式,我能够更好地掌握和理解所学的知识。
再次,理论学习需要注重实践。
纸上谈兵往往是无法真正理解和掌握一个理论的,我们需要通过实践来加深对知识的理解。
在我学习的过程中,我会尽量将理论联系到实际中去,比如通过做一些练习题、实例分析或者项目实践等,来巩固和应用所学的知识。
同时,我也会积极参加一些实践活动,比如实习、实训或者实地考察等,通过与实际情况的接触,来提高自己对理论的理解和应用能力。
最后,理论学习需要有交流和分享。
在学习的过程中,我们应该积极与他人交流和分享自己的学习心得。
通过和他人的交流,我们不仅能够学到更多的知识和观点,还能够锻炼我们的表达和沟通能力。
在我的学习过程中,我经常会参加一些学术研讨会、讲座或者小组讨论等,与他人交流和探讨自己的学习体会。
同时,我也会积极使用互联网等工具,将自己的学习心得进行分享,比如写博客、发微博或者参与学术论坛等。
通过这样的方式,我能够得到他人的反馈和建议,进一步提高自己的学习水平。
能带理论的学习心得这学期学习了《固体物理学》这门课,《固体物理学》这门课是后续专业课的一门基础课,具有重要的地位。
其中的第四章的能带理论又是这门课的重中之重,现在我就把我读过能带理论后的一些理解和感受写出来,和大家一起来分享。
《固体物理学》基本把能带理论的基础的东西都说的很清楚了,概括起来的话,能带理论研究的是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,它们均处于不断的运动状态。
为使问题简化,首先假定固体中的原子实固定不动,并按一定规律作周期性排列,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。
首先,我来说说能带理论中的几个重要名词。
能级(Energy Level):在孤立原子中,原子核外的电子按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子。
每个壳层上的电子具有分立的能量值,也就是电子按能级分布。
为简明起见,在表示能量高低的图上,用一条条高低不同的水平线表示电子的能级,此图称为电子能级图。
能带(Energy Band):晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,原子之间的最短距离为0.235nm。
致使高原子核较远的壳层发生交叠,売层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子売层上去,这种现象称为电子的共有化。
从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带。
禁带(Forbidden Band):允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。
原子壳层中的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的允许带。
被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的能带称为空带。
本文是关于能带结构概念部分学习的小结,不保证理解准确,欢迎高中低手们批评指教,共同提高。
能带结构是目前采用第一性原理(从头算abinitio)计算所得到的常用信息,可用来结合解释金属、半导体和绝缘体的区别。
能带可分为价带、禁带和导带三部分,导带和价带之间的空隙称为能隙,基本概念如图1所示。
1. 如果能隙很小或为0,则固体为金属材料,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至传导带而导电;而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至传导带,所以无法导电。
一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间。
因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电。
2. 能带用来定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点。
价带(valence band),或称价电带,通常指绝对零度时,固体材料里电子的最高能量。
在导带(conduction band)中,电子的能量的范围高于价带(v alence band),而所有在传导带中的电子均可经由外在的电场加速而形成电流。
对于半导体以及绝缘体而言,价带的上方有一个能隙(b andgap),能隙上方的能带则是传导带,电子进入传导带后才能再固体材料内自由移动,形成电流。
对金属而言,则没有能隙介于价带与传导带之间,因此价带是特指半导体与绝缘体的状况。
3. 费米能级(Fermi level)是绝对零度下电子的最高能级。
根据泡利不相容原理,一个量子态不能容纳两个或两个以上的费米子(电子),所以在绝对零度下,电子将从低到高依次填充各能级,除最高能级外均被填满,形成电子能态的“费米海”。
“费米海”中每个电子的平均能量为(绝对零度下)为费米能级的3/5。
海平面即是费米能级。
一般来说,费米能级对应态密度为0的地方,但对于绝缘体而言,费米能级就位于价带顶。
成为优良电子导体的先决条件是费米能级与一个或更多的能带相交。
4. 能量色散(dispersion of energy)。
理论培训感悟
在人们的成长过程中,接受理论培训是一种常见的学习方式。
通过培训,人们
可以获得新知识、提升技能,甚至影响思维方式和行为习惯。
在我参与的理论培训中,我有了一些感悟和体会,接下来将分享一些关于理论培训的思考。
知识的重要性
在接受理论培训的过程中,我意识到知识的重要性。
知识是改变命运的力量,
只有不断充实自己的知识体系,才能跟上社会发展的步伐。
在培训中,我学到了许多新的理论知识,这些知识给了我新的思维方式,让我看待问题更为全面和深入。
实践的重要性
然而,光有理论知识是不够的,实践同样重要。
只有将理论知识转化为实际行动,才能真正掌握和应用所学到的知识。
在理论培训中,我们经常会通过案例分析、角色扮演等方式进行实践,这让我更加深入地理解和应用所学到的理论知识。
持续学习的重要性
理论培训只是学习的起点,持续学习才是成功的关键。
社会在不断发展变化,
知识更新速度越来越快,只有不断学习,才能与时俱进。
在培训后,我也意识到了自我学习的重要性,我会继续不断学习,不断提升自己,以应对未来的挑战。
结语
理论培训给了我很多启发和感悟,让我更加深入地理解学习的重要性。
知识、
实践、持续学习是学习的三个重要环节,只有将它们结合起来,才能取得更好的成果。
希望未来我能够不断学习,不断进步,成为一个更好的自己。
理论知识讲解心得体会范文
在学习和掌握理论知识的过程中,我深切体会到了理论知识的重要性和应用的
广泛性。
以下是我对理论知识讲解心得体会的一些总结和感悟。
1. 系统性学习
理论知识的学习需要有系统性和全面性,不能只停留在表面的了解。
在讲解理
论知识时,应该遵循从入门到深入的递进式教学方法,帮助学生建立完整的知识体系和思维框架。
只有建立了系统的学习框架,才能更好地理解和运用理论知识。
2. 实践应用
理论知识的学习应该与实际应用相结合,只有在实践中不断运用和实践理论知识,才能更好地理解和掌握它。
通过实际操作和实践应用,我深切体会到理论知识在解决问题和创新中的价值和作用。
3. 多角度思考
理论知识是抽象的,需要通过多角度的思考和分析才能更好地理解和运用。
在
讲解理论知识时,应该引导学生从不同的视角和角度去思考和理解,帮助他们建立全面的认识和深刻的理解。
4. 连贯性阐释
理论知识的讲解要有连贯性和逻辑性,不能只是零散的知识点堆砌。
通过系统
的逻辑推导和衔接,理论知识的讲解才能更加清晰和易于理解。
同时,要注重理论知识之间的内在联系和相互作用,帮助学生形成更为完整的认识体系。
总的来说,理论知识的讲解需要注重系统性学习、实践应用、多角度思考和连
贯性阐释。
只有通过这些方法和途径,我们才能更好地理解和掌握理论知识,提高自己的学习水平和能力。
希望每一位学生都能在理论知识的学习和掌握中有所收获,不断提升自己的学习能力和综合素质。
能带理论的学习心得
这学期学习了《固体物理学》这门课,《固体物理学》这门课是后续专业课的一门基础课,具有重要的地位。
其中的第四章的能带理论又是这门课的重中之重,现在我就把我读过能带理论后的一些理解和感受写出来,和大家一起来分享。
《固体物理学》基本把能带理论的基础的东西都说的很清楚了,概括起来的话,能带理论研究的是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,它们均处于不断的运动状态。
为使问题简化,首先假定固体中的原子实固定不动,并按一定规律作周期性排列,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。
首先,我来说说能带理论中的几个重要名词。
能级(Energy Level):在孤立原子中,原子核外的电子按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子。
每个壳层上的电子具有分立的能量值,也就是电子按能级分布。
为简明起见,在表示能量高低的图上,用一条条高低不同的水平线表示电子的能级,此图称为电子能级图。
能带(Energy Band):晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,原子之间的最短距离为0.235nm。
致使高原子核较远的壳层发生交叠,売层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子売层上去,这种现象称为电子的共有化。
从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带。
禁带(Forbidden Band):允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。
原子壳层中的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的允许带。
被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的能带称为空带。
价带(Valence Band):原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带。
导带(Conduction Band):价带以上能量最低的允许带称为导带。
接下来,我来说明一下我对孤立原子的能带和固体的能带,以及能带理论的一些理解:孤立原子的外层电子可能取的能量状态(能级)完全相同,但当原子彼此靠近时,外层电子就不再仅受原来所属原子的作用,还要受到其他原子的作用,这使电子的能量发生微小变化。
原子结合成晶体时,原子最外层的价电子受束缚最弱,它同时受到原来所属原子和其他原子的共同作用,已很难区分究竟属于哪个原子,实际上是被晶体中所有原子所共有,称为共有化。
原子间距减小时,孤立原子的每个能级将演化成由密集能级组成的准连续能带。
共有化程度越高的电子,其相应能带也越宽。
孤立原子的每个能级都有一个能带与之相应,所有这些能带称为允许带。
相邻两允许带间的空隙代表晶体所不能占有的能量状态,称为禁带。
若晶体由N个原子(或原胞)组成,则每个能带包括N个能级,其中每个能级可被两个自旋相反的电子所占有,故每个能带最多可容纳2N个电子。
价电子所填充的能带称为价带。
比价带中所有量子态均被电子占满,则称为满带。
满带中的电子不能参与宏观导电过程。
无任何电子占据的能带称为空带。
未被电子占满的能带称为未满带。
例如一价金属有一个价电子,N个原子构成晶体时,价带中的2N个量子态只有一半被占据,另一半空着。
未满带中的电子能参与导电过程,故称为导带。
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大致在1.4~4.2ev,绝缘体的禁带宽度大于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大,常温下从满带激发到空带的电子数微不足道,宏观上表现为导电性能差。
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,宏观上表现为有较大的电导率。
能带理论的最大成就是它能够解释半导体观象。
原来在半导体中,能带也是满带,但是一个满带和空带之间的能隙很小,或者有交叠。
这样它就容易在外界作用(如光照、升温等)下发生跃迁而形成两个导带,从而发生导电现象。
但它的导电性能比导体要差得多。
设想物体由大量相同原子组成。
这些原子在空间的排列与实际晶体排列相同,但原子间距很大,使每一原子可看成自由原子,这时孤立原子中的电子组态及相应能级都是相同的,成为简并能级。
现设想原子间距按一定比例逐步减少,使整个原子体系过渡为实际晶体。
每一原子中电子特别是外层电子(价电子)除受本身原子的势场作用外,还受到相邻原子的势场作用。
其结果这些电子不再局限于某一原子而可以从一个原子转移到相邻的原子中去,可以在整个晶体中运动,这就是所谓价电子的共有化。
在晶体中,原来的简并能级即自由原子中的能级分裂为许多和原来能级很接近的能级,形成能带。
理论计算表明,原先自由原子中电子的S能级分裂为和原来能级很接近N个能级,形成一个能带,称为S能带。
其中N为组成晶体的原子数。
对于价电子的共有化模型再补充说几点:1、分裂的新能级在一定能量范围内,一般不超过102ev数量级,而晶体原子数目N极大。
所以分裂而成的新能级形成一个连续分布的能量带,称能带,也称容许带。
2、在相邻的容许带之间可能出现不容许能级存在的能隙,称为禁带。
3、自由原子中电子能级越高,对应能带越宽。
4、P能级由于是3度简并,要分裂为3N个新能级,形成一个能带,称为P能带。
最后再和大家一起分享一下关于能带理论中的几个很重要的几个问题:
1.能带是怎样形成的?这是最基本的一个问题,我们要对能带结构进行分析,首先要知道它是如何来的。
其实能带是一种近似的结果(可以看成一种近似),是周期边界条件(bloch 函数)下的一种近似。
先来看看一个最简单的问题,非周期体系有没有能带结构?答案是没有的,大家可以试试:1、建一个周期的晶胞2、选择build菜单下的symmetry子菜单下的none periodic superstructure去掉周期边界条件性3、看看还能够运行吗?运行(run)按钮变灰了,不能提交作业了。
这说明什么问题?这说明这个CASTEP这个模块不能计算非周期的体系,另外可以参考MS中的DMO模块,它可以计算非周期系统,虽然可以计算周期系统,但是仍不能计算能带,大家可以试试,看看propety中的bandstructure能不能选上,一定不能。
从这里,我们可以得到一个结论,对于单个原子(分子、单胞)如果不加上周期边界条件,是无法获得能带结构的。
所以计算小分子体系,或者采用团簇模型的朋友,这部分内容或许对你们没有帮助。
那么,非周期体系的态密度能够计算吗了这应该是能够计算的,曾经开到过文献采用团簇模型,计算出态密度的。
2.非周期体系为什么没有能带结构呢了?看一个例子:一个H2分子有能带吗?没有,因为它没有周期边界条件,也就是说在X,y,Z方向上没有重复,所以它没有能带结构。
那H2分子有什么东西呢?有两个轨道,两个ls原子轨道,或者说两个轨道能级。
再看另外一个例子:一维无限H原子链在一维无限H原子链体系中,产生了能带。
最后可以得出一个结论:一个原子的一个原子轨道在一维周期条件下将产生一条能带,能带的带宽取决于这些原子轨道的在周期方向上的成键强度,强度越大,带宽越大,成键越弱,带宽越小,如果周期方向上没有成键,能带将是一条直线。
另外能带是向上伸展还是向下伸展取决于原子轨道的特性,或者说是体系的拓补性质。