问答题 利用能带理论简述导体、半导体和绝缘体的导电性。
【正确答案】由电子速度的定义可知,波矢为K的电子与波矢为-K的电子,其速度大小相等,方向相反。因此,对于满带和未满带,在没有外加电场的情况下,宏观上不表现出导电性。但在有外电场作用的情况下,波矢K会在k空间内运动,满带中的这种运动,并不能导电,但未满带则会导电。导体中的电子在能带上填充完后,会形成未满带,能够导电,所以是导体。而绝缘体中的电子填充能带后,恰好填满下面的几个能带,而没有未满带。并且最高的满带和最低的空带之间,有很大的带隙,电子不能通过热激发方式跃迁到空带中,因此是不导电的绝缘体。而半导体的能带结构同绝缘体类似,但是其带隙比较窄,满带中的电子会在热激发条件下,少量的电子跳入上面的空带中,因此,随着温度和外加电场的作用,有单向导电件,故称之为半导体。
【答案解析】