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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 基础研究 » 【求助】半导体掺杂，我的理解对吗？
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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alllens

铜虫 (小有名气)
我觉得楼主应该先去看看能带理论
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不要迷恋哥，嫂子会揍你！
21楼2010-01-18 16:41:10
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mlcen

银虫 (正式写手)
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Originally posted by bdtlyh at 2010-1-18 14:33:
最后建议不要轻易使用巡游这个词，电子巡游和电子自由运动是完全不同的定义，按照Stoner的观点，巡游电子是依次在各个原子的轨道上巡游，既要考虑在周期势场的运动，也要考虑各个原子轨道的局域，按照我的理解，这 ...

不受外场影响的电子才能称得上“自由电子”，而半导体仍然有周期场，半导体材料中电子自由运动这个说法是否站得住脚？
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22楼2010-01-18 17:22:28
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bdtlyh

铜虫 (小有名气)
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Originally posted by mlcen at 2010-1-18 17:22:

不受外场影响的电子才能称得上“自由电子”，而半导体仍然有周期场，半导体材料中电子自由运动这个说法是否站得住脚？

能带论是单电子近似，就是近似认为是单电子，所以准粒子在周期场中自由运动。
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23楼2010-01-18 17:28:08
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mlcen

银虫 (正式写手)
我觉得能带理论不一定是万能的理论，比如对莫特绝缘体，能带理论算出是半满，但却是绝缘体，而且电子确实局域于格点，并没有动态平衡。
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24楼2010-01-18 17:30:19
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mlcen

银虫 (正式写手)
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Originally posted by bdtlyh at 2010-1-18 17:28:

能带论是单电子近似，就是近似认为是单电子，所以准粒子在周期场中自由运动。

单电子近似和电子自由运动不是一回事，单电子近似后的薛定谔方程仍然含有势场，只要有势场，就不能叫自由运动。
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25楼2010-01-18 17:34:13
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bdtlyh

铜虫 (小有名气)
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Originally posted by mlcen at 2010-1-18 17:30:
我觉得能带理论不一定是万能的理论，比如对莫特绝缘体，能带理论算出是半满，但却是绝缘体，而且电子确实局域于格点，并没有动态平衡。

我觉得对楼主的问题可以结束讨论了，最后希望楼主系统地学习一下能带模型、局域电子模型和巡游电子模型。前面我说过了各个理论有其局限性，你讨论硅半导体材料，现在又非要拉来莫特绝缘体，不知道你想讨论什么问题了，不过可以说，如果你想研究硅掺杂，那么关于莫特绝缘体理论你绝对用不到，咱不抬杠了。
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26楼2010-01-18 17:46:53
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bdtlyh

铜虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★
mlcen(金币+5,VIP+0): 1-18 18:16
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Originally posted by mlcen at 2010-1-18 17:34:

单电子近似和电子自由运动不是一回事，单电子近似后的薛定谔方程仍然含有势场，只要有势场，就不能叫自由运动。

最后说明：我所说的电子的自由运动，并不是严格意义上的自由粒子，而是有效质量近似下的无量子束缚的粒子，以半导体体材料为例，在有效质量近似下，薛定谔方程中周期势场已经完全不出现，波函数为包络波函数；再以量子阱为例，自由方向的波函数处理经常用到的一个方法就是近似看做自由粒子波函数，而计算结果和实验非常符合。这儿成立的条件是：1、附加势垒在原胞尺度变化足够缓慢；2、和此势垒相比，电子能带极值与其他能带的带隙足够大。反过来，如果涉及到原胞尺度，涉及到半导体材料某个杂质或者某个原子，这时候是另外一回事，因为如果这样，原子核自旋要不要考虑？自旋之间的耦合呢？每个原子的轨道波函数的表示，或者说关于材料点群或者空间群的表示的变化？等等会越来越复杂，能带论不是万能的，我前面说过，但是它也在发展。
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27楼2010-01-18 18:09:18
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mlcen

银虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by bdtlyh at 2010-1-18 17:46:
我觉得对楼主的问题可以结束讨论了，最后希望楼主系统地学习一下能带模型、局域电子模型和巡游电子模型。前面我说过了各个理论有其局限性，你讨论硅半导体材料，现在又非要拉来莫特绝缘体，不知道你想讨论什么 ...

我不是想抬杠，只是想把问题问深一些，你果然是高手，谢谢你的指点和建议，此帖到此结束，5个金币全给你（见上一楼），谢谢啦。

[ Last edited by mlcen on 2010-1-18 at 18:20 ]
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28楼2010-01-18 18:15:21
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mlcen

银虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by bdtlyh at 2010-1-18 18:09:
最后说明：我所说的电子的自由运动，并不是严格意义上的自由粒子，而是有效质量近似下的无量子束缚的粒子，以半导体体材料为例，在有效质量近似下，薛定谔方程中周期势场已经完全不出现，波函数为包络波函数； ...

金属的最外层价电子会脱离格点(原子实)而成为公有化电子，这样的公有化电子都不能作为自由电子处理(金属的自由电子气模型是有问题的，得出的色散关系是抛物线而不是能带)，也要作为巡游电子处理。而掺空穴半导体材料中的价电子要形成共价键，这样的价电子居然是自由电子而且连巡游电子都不是，我实在很难信服，请您作最后一次解释，否则这篇帖子不能结束。

[ Last edited by mlcen on 2010-1-19 at 07:57 ]
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29楼2010-01-19 07:52:58
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夕阳西下

金虫 (著名写手)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
ppjason(金币+2,VIP+0):3x 1-19 21:08
固体物理上说得很清楚，晶体之间由于各原子间的排布，价电子形成了公有化电子在周期势场里运动，半导体材料中的价电子也是形成公有化电子的，只是根据能带理论价带被全部填满，而导带则是空的。
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30楼2010-01-19 10:03:35
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