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时间:2022-10-24
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Bloch电子的准经典运动
1Bloch电子的准经典运动Next:如何描述晶体电子的运动速度、准动量和有效质量?
2Bloch电子的准经典运动一、电子速度色散关系:准电子:
3Bloch电子的准经典运动二、准动量电子受外力作用时,根据功能原理2)上式类似于牛顿定律,是电子在力作用下运动的基本方程。1)定义为准动量
4Bloch电子的准经典运动三、有效质量下面讨论电子的质量。从基本关系式出发:与类比
5Bloch电子的准经典运动有效质量定义有效质量张量:选坐标于主轴方向(kx,ky,kz方向),张量积为零有效质量是材料的重要实验参数(可查表)有效质量包括晶格周期场的作用,使得我们可以简单地处理外场力作用下电子的位置运动
6Bloch电子的准经典运动有效质量有效质量近似有效质量有方向性:mx*,my*,mz*一般不相等m*不是常数,与k有关。可以正、负、无穷大实际材料(如半导体),在很大的能量范围,有效质量近似为常数-有效质量近似,那么晶体电子运动的图像如经典图像。
7Next:如何利用能带理论区分导体、绝缘体与半导体?
8满带不导电在满带中(无电场),每个电子有电流-qv;但k和–k的电子的电流互相抵消。当外加电场(或磁场)时,任一时刻,电子的填充状况不改变,电子以同样速度在K空间移动,总电流仍为零。能带论:
9满带不导电在恒电场下
10部分填充能带可以产生电流在E=0时,电子在k的态上对称分布,总电流为零;在E≠0时,所有电子在K空间沿同一方向移动,会有部分电子的电流不被抵消,产生净电流
11部分填充能带可以产生电流产生直流电流,必需有非弹性碰撞
12近满带和空穴设想带中只有一个态k未被占据该带的全部电子的运动,等价于正电荷的运动——空穴
13能带的图示-扩展能区图式第一能带第二能带
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