什么是能带:了解这些能带是如何形成的

简介

在我们的文章中有关玻尔的原子结构理论，我们知道电子形成离散的能级，由数学公式描述。然而，当单个原子被孤立地考虑时，这个理论是好的，但现实世界中的原子是封闭的，这与理论产生了一些偏差。下面我们将学习能带。

什么是能带?

根据玻尔理论，电子不能在原子核周围的原子空间中占据任意位置，而只能存在于预定义的离散能级中。现在考虑当两个或两个以上的原子靠近并且每个原子都有各自的能级时会发生什么。由于电磁力会随着原子间距离的减小而起作用，能级会受到这种相互作用的影响。

随着原子间距离的减小，这些力的影响增加，最终结果是，我们不再有离散的能级，而是有一个与每个能级对应的窄小的能带范围，这些能带被称为能带。

如果你觉得这个概念有点混乱，只要参考这里所示的图表，它清楚地显示了图左边标记为K, L和M的能级，而右手边显示了对应于这些能级的能带;原子间的距离显示在左边的x轴上。你还会注意到M级带比内带宽等等。这显然是由于当原子开始靠近时，由于两个原子的电子之间的相互排斥，价电子层首先受到影响，而内层受到的影响相对较小。因此，最外层的能级的变化大于内部的能级，这就是对这一观察结果的解释。如果你不完全熟悉能级K, L, M等，请参考能量壳的文章。

连续或离散

当然，还必须注意到，虽然能带被认为是一个连续的能带，而且从广义上讲也可以这样认为，但在实际操作中却不是这样。不同的能带由紧密耦合的离散能级组成，彼此之间只有轻微的不同。为了了解单个带中的这些离散带的位置有多近，让我们看一个典型的晶体例子，它在s带中包含2*1019个能级。这意味着该带的能级之间的平均间距为10- 19ev。

如果你不熟悉eV，这是指电子伏，它是能量的单位，也被用作质量的单位等。我们将在另一篇文章中详细研究这一点。

气体能带

你还必须知道，气体原子的束缚比固体和液体原子的束缚松散得多。由于上述效应主要是由于原子之间的紧密耦合而产生的，有趣的是，根据尼尔斯·玻尔的理论分析，在正常的压力和温度条件下，气体的原子中没有形成能带，能级只是离散地定义的。

在大致了解了能带之后，我们将继续学习价带和导带，这将有助于我们更多地了解数字电子学背后的基本原理。

图片致谢

特拉贾，B.L.和特拉贾，A.K. (2006)电气技术第四卷．新德里:S.Chand and Company出版社