Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 4: Lí thuyết dải năng lượng

Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 4: Lí thuyết dải năng lượng cung cấp cho học viên những kiến thức về electron trong trường thế tuần hoàn của tinh thể; mô hình electron liên kết yếu (định tính); mô hình electron liên kết mạnh (định tính); kim loại, bán dẫn và điện môi;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 4: Lí thuyết dải năng lượng VẬTLÍCHẤTRẮN PhạmĐỗChung BộmônVậtlíchấtrắn– Điệntử KhoaVậtlí,ĐHSưPhạmHàNội 136XuânThủy,CầuGiấy,HàNộiPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Chương4Líthuyếtdảinănglượng1. Electron trong trường thế tuần hoàn của tinh thể2. Mô hình electron liên kết yếu (định tính)3. Mô hình electron liên kết mạnh (định tính)4. Kim loại, bán dẫn và điện môi5. Hàm Bloch6. Mô hình electron liên kết yếu (định lượng)7. Mô hình electron liên kết mạnh (định lượng)8. Phương trình chuyển động của electron và lỗ trốngPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 2 Electron Mạngkhông gian Mạngtinh thể Gốc Cáccấutrúc xếpchặt Gốchình Cácloạitinh cầucứng thể(ion,…) Gốctươngtác lẫnnhau Gốc daođộng DảinănglượngPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 3 1.Electrontrongtrườngthếtuầnhoàncủatinhthể Chuyển động của electron é- 2 2 !ù ! ! ê 2 m Ñ + V( r )ú y( r ) = Ey( r ) ë û E,ψ (r) ó Trạng thái của electronPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 4 1.ElectrontrongtrườngthếtuầnhoàncủatinhthểPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 5 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 6 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 7 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính) Năng lượng và hàm sóng của electron trong tinh thể một chiều phải tuần hoàn với chu kì 2?/? Fig 3.2, p58, H. Alloul, Introduction to the physics of electrons in solidePHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 8 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính) • Nănglượngvàxunglượngcógiátrịliêntục • KhôngbịgiớihạnđộlớnPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 9 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 10 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 11 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính) • Sóngđứng(-)cóthếnăngcaohơn(B)doởxaion • Sóngđứng(+)cóthếnăngthấphơn(A)doởgầnion • Eg làđộrộngvùngcấm Fig 2&3, p164&166, C. Kittel, Introduction to Solid state physics, 8thPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 12 2.Môhìnhelectronliênkếtyếu(địnhtính) Tinhthểtuầnhoàntịnhtiếnlànguyênnhânhình thànhdảinănglượng Fig 3.5, p62, H. Alloul, Introduction to the physics of electrons in solidePHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 13 3.Môhìnhelectronliênkếtmạnh(địnhtính) • Electron liên kết chặt chẽ với lõi nguyên tử, mặc dù vẫn chịu tác dụng của thế của trường tinh thể. • Trạng thái của electron gần với trạng thái trong nguyên tử hơn là trạng thái electron tự do.PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 14 3.Môhìnhelectronliênkếtmạnh(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 15 3.Môhìnhelectronliênkếtmạnh(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 16 3.Môhìnhelectronliênkếtmạnh(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 17 3.Môhìnhelectronliênkếtmạnh(địnhtính)PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 18 4.Kimloại,bándẫnvà ...