能带

导带、价带、禁带和允许带de的逻辑关系是能带是从能级上延伸的，能带与能级相同，它们之间有一个没有能级的间隙，就是禁带，所以电子得不到禁带中的能量。物理学能级中‘能量’能带价带的意义和物理意义:原子势场中的电子只能存在于一定数量的能量中，称为能级能带:晶体中许多原子(认为是无限的)的能级相互作用，使电子可以存在于一个范围内，形象地作成一个带。

用于制造半导体的材料是单晶。单晶是由原子组成的，这些原子间隔很近，并且周期性排列。相邻原子之间的距离只有十分之几纳米，因此半导体中的电子态与孤立原子中的电子态不同。电子可以在原子表面从一个原子移动到另一个原子，这叫做电子共产化运动。所以外层的电子不是一个原子独有的，而是几个原子共有的。当两个原子靠在一起时，是二度简并，当n个原子靠在一起时，是n度简并。如果内层电子的简并度小，外层电子的简并度就强，所以类似的简并度电子组成为能带。

我们知道，电子在金属中可以快速运动，这与金属的周期结构密切相关。但是是不是只要物质具有周期结构，就可以像金属一样具有优异的导电性呢？显然不是。比如在室温下，好的金属导体Cu的电阻率为0，金刚石半导体Si的电阻率为0，比Cu差11个数量级，甚至可以达到绝缘体的电阻率。为什么会造成这种差异？电导率在不同周期结构和不同原子的作用下会发生变化，用能带理论来解释这些独特的现象。

我们通过研究固体的导电性来研究这些共享电子的能量和运动状态。为了研究晶体中电子的能量分布，必须考虑原子和电子的作用，电子之间的相互作用以及晶格振动的影响。想想吧。考虑到成千上万个原子在它们的位置仍在振动时对电子的作用，并且这些电子之间存在复杂的相互作用，仅仅从薛定谔方程解决所有问题是不可能的。

由于近似周期长度，能量是k(波矢)的周期函数，只能在一定范围内变化，因而能量有上下限，形成能带。由于周期势(即晶格正离子)的存在，电子动量的值是有限的。形象地说，之所以会出现能带是因为晶格对电子波的布拉格反射。引起电子的k(波矢，即动量)不能取某些值，否则两个方向的涨落会相干抵消，这样电子态就不存在了，相当于电子在某些特定能级上不能存在。

固体是由原子组成的，原子包括原子固体和最外层的电子，它们处于不断运动的状态。为了简化问题，首先假设固体中的原子是固定的，按照一定的规律周期性排列，然后进一步考虑每个电子在固定的原子实周期势场和其他电子的平均势场中运动，将整个问题简化为单电子问题。能带的理论就属于这种单电子近似理论，最早是由F·布洛赫和L·N·布里渊在解决金属的电导率问题时提出的。