
【電】 degenerate conduction band
bamboo slips for writing on; brief; letter; ******
combine; equally
conduct
【化】 conduction
【醫】 conduction; dromo-; transmission
belt; bring; strap; strip; take; wear
【計】 tape
【化】 band
【醫】 balteum; band; belt; chord; chorda; chordae; chordo-; cingule; cingulum
cord; desmo-; girdle; ribbon; strap; strip; taenia; taenia-; taeniae
tape; teni-; tenia; zona; zone
【經】 belt
在電子能帶理論中,"簡并傳導帶"(Degenerate Conduction Band)指固體材料中能量相同但動量不同的多個電子态集合形成的能帶。這種簡并态源于晶體對稱性、特殊能帶結構或電子自旋等因素,導緻多個量子态共享同一能量值。其主要特征包括:
高态密度與載流子濃度
簡并帶在費米能級附近具有極高的态密度,可顯著提升材料的載流子濃度。例如在重摻雜半導體中,簡并化使導帶電子濃度突破$10^{19} text{cm}^{-3}$,呈現類金屬導電性。
多谷能帶結構
常見于矽、鍺等半導體,其導帶底由能量相等的多個"能谷"(Valleys)構成。以矽為例,六個等效的導帶極小值位于布裡淵區<100>方向,形成六重簡并。
熱電與光學特性
簡并帶的多通道載流子輸運可增強塞貝克系數,被應用于高性能熱電材料(如Bi₂Te₃);在量子阱結構中,子帶簡并影響紅外探測器的光吸收效率。
自旋簡并
即使單一能帶,電子自旋向上/向下态也構成二重簡并,該特性是自旋電子學器件設計的理論基礎。
權威參考文獻
“簡并傳導帶”是固體物理中的概念,需結合能帶理論和量子力學中的“簡并”現象來理解:
簡并的含義
在量子力學中,“簡并”指不同量子态具有相同能量的現象。例如,原子中的p軌道有3個簡并态($m=-1,0,+1$),其能量相同但空間分布不同。
傳導帶(導帶)的作用
導帶是固體中未被電子填滿的能帶,電子可在其中自由移動形成電流。在金屬中,導帶與價帶(被電子填滿的能帶)通常部分重疊,導緻電子無需額外能量即可躍遷到導帶,從而導電。
簡并傳導帶的定義
指導帶中存在多個能量相同的量子态(即簡并态)。這種簡并性可能源于晶體結構的對稱性,例如某些金屬導帶中不同動量方向的電子具有相同能量,形成簡并的能級,進一步促進電子遷移。
補充說明
簡并傳導帶常見于良導體(如銅、鋁),其高導電性部分歸因于導帶簡并态提供的更多電子躍遷通道。這種現象與半導體或絕緣體的能帶結構(存在明顯禁帶)形成對比。需注意,當前搜索結果信息有限,建議通過權威教材(如《固體物理學》)進一步驗證細節。
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