晶体的基本特征是微粒按一定的规律呈周期性的排列。在晶体内部原子间存在着较强的相互作用,这导致了原子能级的变化。这种变化主要表现为形成了许多相近能级组成的共同能级,它们在能量坐标上占有一定的宽度,这种我们称为能带。
能带可以分成价带和导带。 价带是指基态下晶体未被激发的电子所具有的能量水平,或者说在正常状态下电子占据价带。 导带对应于激发态下晶体中被激发电子所具有的能量水平。被激发的电子占据导带,可以在晶体内自由流动成为自由电子。 在价带和导带之间还存在一个禁带。
导带与价带
价带的能量低于导带,它也是由许多准连续的能级组成的。但是价带中的许多电子(价电子)并不能导电,而少量的价电子空位——空穴才能导电,故称空穴是载流子。空穴的最低能量——势能,也就是价带顶,通常空穴就处于价带顶附近。
价带顶与导带底之间的能量差,就是所谓半导体的禁带宽度。这就是产生本征激发所需要的最小平均能量。这是半导体最重要的一个特征参量。
对于掺杂半导体,电子和空穴大多数是由杂质来提供的。能够提供电子的杂质称为施主;能够提供空穴的杂质称为受主。施主的能级处在靠近导带底的禁带中;受主的能级处在靠近价带顶的禁带中。
名词解释如下:
1、导带是由自由电子形成的能量空间,即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。
2、价带:价带(valence band)或称价电带,通常是指半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带。
3、禁带:英文名为Forbidden Band,在能带结构中能态密度为零的能量区间。
特点
禁带宽度的大小决定了材料是具有半导体性质还是具有绝缘体性质。半导体的禁带宽度较小,当温度升高时,电子可以被激发传到导带,从而使材料具有导电性。绝缘体的禁带宽度很大,即使在较高的温度下,仍是电的不良导体。
在某种材料的电子能带结构图像中,价带位于导带的下方,在价带和导带的中间绝缘(绝缘体)或由能隙(或称“禁带”)间隔,而在金属中,价带和导带之间没有能隙。
以上内容参考:百度百科-禁带
对于绝缘体,分隔导带和满带的禁带宽度较大,激发电子需要很多能量,因此激发电子的数目就十分少,以致所引起的导电作用在实际中可以忽略。对于半导体,分隔导带与满带的禁带宽度较小,激发电子的数目较多,就可以导电。
在能带结构中能态密度为零的能量区间。常用来表示价带和导带之间的能量范围。禁带宽度的大小决定了材料是半导体还是绝缘体。半导体的禁带宽度较小,温度升高,电子被激发传到导带,具有导电性。绝缘体的禁带宽度很大,即使在较高的温度下,仍是不良导体。