水煮物理-电荷的买路财(5)

发布时间:2021-06-08

驱动使得电子在电场方向上存在集体运动。对于导体,在能量填充最高的能带上有大量的电子占据,但又不是满占据,因此在外部电场驱动下,电子集体获得电场方向恒定动量(即相当于附加一个小能量)后仍然可以在该能带找到合适的占据态从而达到导电的目的,该能带称之为导带;对于绝缘体,电子填充的最高能带是满的(称之为价带),而再往上的能带则是空的,能带之间存在很大的能量宽度——“带隙”,电子要集体运动起来就必须克服这个能量间隙才能跃迁到上面的空带上,由于这个能量尺度很大,这就大大限制电子跃迁从而导电能力很差。至于半导体则介于导体和绝缘体之间,价带和导带之间的带隙比较小,能量较高的电子可以借助热激发等因素跃迁到导带上去,而在价带上留下一个电性相反的“空穴”,电子和空穴都可以在相应的能带中找到准连续能量的占据态,从而可以在外界电场驱动下顺利运动,但由于参与导电的电荷数目较少,所以电流和导体相比要小一些也即电阻率要大一些。这就是导电的微观解释。

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