(文章来源:科技周围)
一:经典自由电子理论
金属电子被束缚能较低,可以在金属中自由移动。所以加了电压就可以导电。 而半导体是以共价键形式存在,原子核对最外层电子的束缚较强,所以电子不可以随意移动。但是由于半导体是体材料,所以有好多的原子就在一起,那么他们的电子壳层就交叠在一起了。如图,那么电子就可以在这些交叠的轨道上运动了,于是也可以导电。
二:量子自由电子理论
这其实半导体和金属都是运用薛定谔的方程,再根据边界条件的值求解能量表达。他们的共同点是大都在纳米量级下才能观察到能量的量子化效应。比方说,普通金属在体材料即大块的时刻,有良好的导电导热性能,但是在纳米颗粒情况下就会绝缘。 半导体的量子化可以有量子阱,量子线,量子点等。这些情况下其能级发生分离,不再是连续的。
三:能带理论
这也是区别半导体和金属的比较易理解的方式。首先晶体中电子的分布要满足一定的波函数,而波函数也随这晶格周期性的变化。最终得到电子的分布空间是一些带。带和带之间时禁带,即不能存在电子。晶体能够导电是其中的电子在外电场的作用下做定向运动。电子在外电场下做加速运动,于是电子的能量就发生改变。
从而电子从能量较低的带跃迁到高地带。半导体,就是能量较低的带里全部填充电子,能量高地带没有电子,因为满所以就好比大家在一起挤着不能动,那么就没有电流。但是有了外力,电子就跃迁,满的地方就空出位置,从而让旁边的电子移动,从而形成电流。金属的较高地方也有电子那么较高的能带上就有电子有空位(空穴),所以何时都能导电。
(责任编辑:fqj)
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