什么是導帶(Conduction Band)？

在量子力學中，導帶一詞指的是分子中電子的組合軌道或帶。與價帶不同，導帶很少包含電子。在激發態下，電子在釋放能量并回到較低的電子軌道之前，會暫時進入導帶。了解電子相對于導帶的行為有助于理解各種物質的行為方式。在...

在量子力學中，導帶一詞指的是分子中電子的組合軌道或帶。與價帶不同，導帶很少包含電子。在激發態下，電子在釋放能量并回到較低的電子軌道之前，會暫時進入導帶。了解電子相對于導帶的行為有助于理解各種物質的行為方式。在量子力學中，導帶的概念是在能帶理論中提出的。科學家用燒杯原子排列，質子是帶正電荷的粒子，中子是中性粒子，聚集在中心。電子——微小的帶負電荷的分子——圍繞中心團轉，與太陽系中的行星繞太陽公轉的方式相似。與行星一樣，電子也有固定的軌道。然而，與行星不同的是，如果電子獲得足夠的能量，它們可以進入另一個軌道。一般來說，電子是在原子的較低軌道上發現的。電子總是首先填滿最低的軌道，只有當第一個原子被填滿時才移動到下一個原子。這種自然的位置被稱為原子的基態。一個原子的價電子，或那些通常位于基態軌道最外層的原子的價電子能夠與其他原子共享。在共價鍵中，多個原子的價電子共享它們的軌道價電子的原始軌道模糊在一起，在分子中形成了一個價帶。當電子獲得能量或達到激發態時，它們可以移動到導帶中的更高軌道。電子必須有足夠的能量跳過非電子區域或帶隙，才能到達導帶因為電子最終喜歡處于基態，一旦進入導帶，它們以光子的形式釋放能量，然后回到它們的價帶軌道。電子在導帶中的總時間不到1秒。電子到達導帶的能力決定了物體的導電性。不同的物質有不同的帶隙大小，所以有些物質在軌道之間移動電子需要較少的能量。例如，導體的帶隙很小，所以電子不需要太多的能量就可以跳過這個最小的間隙到達傳導帶。這就是為什么導體是理想的導電體。相反，絕緣體的帶隙非常大，因此，它們需要更多的能量讓電子跳躍，因此不能很好地導電。

發表于 2020-09-18 01:56
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分類：科學教育

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