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mlcen

银虫 (正式写手)

[交流] 【交流】请大家继续讨论能带理论中能隙形成的原因

看了虫友讨论能带的帖子,大家讨论了能带形成的原因,非常有深度。但没有深刻讨论能隙形成的原因,孤立原子形成能级间距是因为驻波条件(类似玻尔的轨道量子化条件,其实是一种广义的边界条件)。而晶体也有边界(玻恩-卡曼条件,与轨道量子化条件对应),但晶体的边界条件产生的是能带内子能级分离,而不是能隙形成的原因。所以能隙形成原因真让人费解,请大家继续讨论能隙形成的原因。

[ Last edited by mlcen on 2009-9-30 at 19:21 ]
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人

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引用回帖:
Originally posted by mlcen at 2009-10-2 09:34:

根据你(高手,不是童鞋)的思路,热力学极限情况是从非热力学极限顺推过去的,比如能带容纳电子的能力和比值1/2,既然能带容纳电子的能力和比值1/2都是在非热力学极限下由边界条件推出来的(见黄昆固体物理168 ...

我似乎明白LS的结症了。其实,黄的书有些误导你了。在黄的书中,N,就是一个“热力学极限的标识,是一个大数”,即是一个数量级为10^{23}的数,这是一个隐含的条件。为什么?因为形成了能带。

我不知道LS对于凝聚态中的量子限域效应是否熟悉。比如对于0维的纳米颗粒,当然你可以把它理解为一个大分子,在这种体系中,原子数是有限的,而电子的色散关系,不是能带而是孤立的能级。因此,如果讨论能带,不言而喻,就是指体系的N为10^{23}的数量级。

其实,相对占据为1/2的比值是不会随着原子数的变化而变化的,即使对于小的体系也是如此。比如,常见的H2分子,很显然,其分子轨道只有两个,成键轨道和反键轨道(如果非要从能带理论考虑,可以认为是价带和导带),两个电子占据成键轨道,电子数2与轨道的能态数4(考虑自旋能容纳4个电子)比值为1/2。

另外,我的思路不是你所谓的“热力学极限情况是从非热力学极限顺推过去的”,在我看来,无论是N是10^{23}的数量级还是真正的数学无限大,两者并没有什么区别,在物理上是一致的(虽然数学不完全一样),而固体中的处理方式也是这么默认的。我上面这么说只是为了便于你理解,其实这么说明完全没有必要。因为固体处理的本来就是多粒子体系。
37楼2009-10-02 09:56:26
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mlcen

银虫 (正式写手)

猜也是可以的,大家都来猜猜啊,说不定你的猜测对大家有启发。
2楼2009-09-30 19:24:22
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mlcen

银虫 (正式写手)

★
ppjason(金币+1,VIP+0):3x 10-5 09:46
电子被束缚是孤立原子能级分离的通俗原因,由此我大胆猜测,晶体边界对晶体中电子的管制(束缚)是导致能带内子能级分离的原因,而晶格格点对电子的宏观束缚是导致能带分离的原因,也是能隙形成的原因。
3楼2009-09-30 20:11:25
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supersolid226

铁杆木虫 (正式写手)

★ ★
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ddx-k(金币+1,VIP+0):谢谢 10-1 21:34
"孤立原子形成能级间距是因为驻波条件(类似玻尔的轨道量子化条件,其实是一种广义的边界条件)。"
你的这个大前提有问题!
你的这种所谓假设本身就是量子论的早期理论。孤立原子的能级产生的原因应该从薛定谔方程出发。
4楼2009-09-30 20:14:57
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