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穿越費(fèi)米能級(jí)的雜質(zhì)帶的性質(zhì)討論
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以GaAS摻雜Mn 6.25%為例。Mn會(huì)引入一個(gè)空穴。 費(fèi)米能級(jí)設(shè)置為零，自旋向上態(tài)，在Gamma點(diǎn)會(huì)有三條能帶穿越費(fèi)米面0.2eV左右。 那么這三條能帶是有3個(gè)電子占據(jù)，還是2個(gè)電子占據(jù)？ 若是2個(gè)電子占據(jù)，是不是有一條能帶被空穴占據(jù)？ 一般來說，基態(tài)下費(fèi)米面以上無電子，但是我畫Ef+0.2eV的能量范圍的電荷密度，是有電荷分布的。 那么，穿越費(fèi)米面部分的能級(jí)，是有電子存在，還是無電子存在？若無電子存在，是否表示該處為空穴？ 如果無電子存在，為什么能畫出電荷密度？ |
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2樓2013-12-30 10:41:16
3樓2013-12-30 10:45:44
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
Physicser(金幣+1): 謝謝參與
Physicser: 金幣+4, 非常地道的解說指導(dǎo)！ 多謝liqizuiyang 2013-12-31 16:22:04
sunyang1988: 金幣+3, 謝謝交流 2014-01-03 10:04:30
Physicser(金幣+1): 謝謝參與
Physicser: 金幣+4, 非常地道的解說指導(dǎo)！ 多謝liqizuiyang 2013-12-31 16:22:04
sunyang1988: 金幣+3, 謝謝交流 2014-01-03 10:04:30
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在周期性勢(shì)場(chǎng)和單電子近似下，平移算符和哈密頓量對(duì)易，因此電子本征態(tài)可以取這兩個(gè)算符共同本征態(tài)，寫成|n,k>的形式，對(duì)應(yīng)的能量本征值寫成Enk。n代表哈密頓量，k代表平移算符，和氫原子波函數(shù)|n,l,m>意義類似，區(qū)別在于所選的力學(xué)量完全集不同。 某條能帶對(duì)應(yīng)的能帶圖，實(shí)際上是固定E(n,k)的n對(duì)k作圖所得的圖像。簡約布里淵區(qū)中k點(diǎn)數(shù)目等于重復(fù)單元數(shù)，由于宏觀晶體重復(fù)單元非常多，因此k點(diǎn)非常密集，呈現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)狀態(tài)。 對(duì)于能帶圖上每一個(gè)點(diǎn)(n,k)，若不考慮自旋都可容納兩個(gè)電子。因此每一條能帶能容納的電子數(shù)量非常多，不可能只被兩三個(gè)電子占據(jù)。 至于費(fèi)米能級(jí)之上有電荷分布那個(gè)問題，可能畫的是波函數(shù)的空間分布而不是總電荷密度。對(duì)于每一個(gè)導(dǎo)帶上每個(gè)k點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波函數(shù)都能畫出空間分布，但總電荷密度卻不包含它。 |
5樓2013-12-30 19:11:22
潯荊
木蟲 (正式寫手)
- 1ST強(qiáng)帖: 2
- 應(yīng)助: 33 (小學(xué)生)
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8樓2013-12-31 09:48:01
9樓2013-12-31 16:18:04
10樓2014-01-01 10:15:35
dxcharlary
專家顧問 (職業(yè)作家)
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專家經(jīng)驗(yàn): +83 - 1ST強(qiáng)帖: 2
- 應(yīng)助: 251 (大學(xué)生)
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- 蟲號(hào): 936718
★ ★ ★ ★
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
sunyang1988: 金幣+3, 謝謝交流 2014-01-03 10:04:42
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
sunyang1988: 金幣+3, 謝謝交流 2014-01-03 10:04:42
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基態(tài)下，費(fèi)米面以上無電子，但是有態(tài)密度，說明上面的能量區(qū)間有容納電子的能力但是沒有填充電子。就相當(dāng)于有那么一個(gè)盒子，但是盒子里面不一定有球。 “我畫Ef+0.2eV的能量范圍的電荷密度，是有電荷分布的。”當(dāng)然的，理由同上。那個(gè)只是對(duì)應(yīng)能量的波函數(shù)積分而已。只要有態(tài)密度，一定對(duì)應(yīng)一個(gè)波函數(shù)積分。只不過這個(gè)態(tài)不一定被真實(shí)的電子填充。 基態(tài)下，電子填充不是按帶，而是按能量填充的，這個(gè)是因?yàn)橹芷谛赃吔鐥l件導(dǎo)致電子能量分布連續(xù)化導(dǎo)致的，和孤立體系的能級(jí)概念是不一樣的。實(shí)際上一個(gè)帶填充兩個(gè)電子只是單胞下的近似表述，這個(gè)在導(dǎo)體出現(xiàn)分?jǐn)?shù)占據(jù)的時(shí)候是不成立的。也就是說你說的3個(gè)帶實(shí)際上都是不滿的。電子就是會(huì)按照能量的高低從小到大排滿。很可能有的k點(diǎn)填充3個(gè)帶，有的1個(gè)都沒填。 [ Last edited by dxcharlary on 2014-1-2 at 06:09 ] |
» 本帖已獲得的紅花（最新10朵）
11樓2014-01-02 06:04:46
送紅花一朵 |
“Last edited by dxcharlary on 2014-1-2 at 06:09” 好早�。� 感激不盡！ “基態(tài)下，費(fèi)米面以上無電子，但是有態(tài)密度，說明上面的能量區(qū)間有容納電子的能力但是沒有填充電子�！� 感謝！ 如此而言，對(duì)于P型半導(dǎo)體，費(fèi)米面上的態(tài)密度可否視為空穴？ 這是我最為關(guān)心的問題。 “基態(tài)下，電子填充不是按帶，而是按能量填充的” 多謝提醒，我認(rèn)識(shí)到我這樣的說法是不正確的，是為了便于描述才如此討論。不過我這樣說也緣由vasp畫的能帶中valence band的帶數(shù)就是valence的電子數(shù)^_^。 |
12樓2014-01-02 09:50:09
dxcharlary
專家顧問 (職業(yè)作家)
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專家經(jīng)驗(yàn): +83 - 1ST強(qiáng)帖: 2
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小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
sunyang1988: 金幣+2, 謝謝交流 2014-01-03 10:04:52
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
sunyang1988: 金幣+2, 謝謝交流 2014-01-03 10:04:52
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個(gè)人感覺不能，因?yàn)楦鶕?jù)半導(dǎo)體摻雜，摻雜的形成的空穴應(yīng)該是在原來的價(jià)帶上。也就是說摻雜使得原來的價(jià)帶發(fā)生了扭曲，有一部分暴露在了費(fèi)米面以上。這樣說的話，建議樓主詳細(xì)區(qū)分一下3根帶哪根是雜質(zhì)能級(jí)，哪根是原來的價(jià)帶。然后價(jià)帶對(duì)應(yīng)的部分才是空穴。我也不是專業(yè)方向的，我的意見僅供參考。 |
13樓2014-01-02 12:49:18
wuli8
榮譽(yù)版主 (知名作家)
- 1ST強(qiáng)帖: 2
- 應(yīng)助: 35 (小學(xué)生)
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14樓2014-01-02 20:21:11
簡單回復(fù)
neu2344樓
2013-12-30 16:33
回復(fù)
Physicser(金幣+1): 謝謝參與
2013-12-30 21:31
回復(fù)
Physicser(金幣+1): 謝謝參與
2013-12-30 22:20
回復(fù)
Physicser(金幣+1): 謝謝參與
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