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2-30 什么是禁带?什么是价带、导带和满带?
除了价电子会产生共有化运动外,内层电子也会产生共有化运动。由于共有化运动的原因,使本来在能量图上用一条线代表的一个能级变为像一条线,如图2-13所示。
图2-13 在晶体中原子的能级分裂成能带
从图2-13中可以看到,外层电子所对应的能带比较宽,越靠近原子核的那层电子所对应的能带越窄。这是因为外层电子的共有化运动比较强,电子在晶体中共有化的运动速度比较快;内层电子的共有化运动比较弱,运动速度也比较慢。因此,能带的位置主要由晶体的性质来决定,与晶体中原子的多少无关。在能带与能带之间的区域称为禁带。
在晶体中,电子只能存在于能带的能级上,在禁带范围内是不允许电子存在的。
如果把一盆水倒在坑洼不平的地上,水总是流向凹洼处。同样,电子在填充能带时也是先占据能量最小的能级,也就是最下面的能级。因此,在正常情况下,内层电子所对应的能带都被电子填满了,而最外层价电子所对应的能带有的已被电子填满,有的则还没有被电子填满,甚至有的能带根本没有电子,而是空的。这些不同情况的能带具有不同的特性。为了以示区别,分别给予它们不同的名称:价电子能级所对应的能带称为价带;凡是被电子填满的能带称为满带;没有被电子填满的能带(包括没有电子占据的能带)称为导带。