Valence and Conduction Bands in Silicon

Valence and conduction bands explain how electrons behave in solids. In isolated atoms, electrons occupy discrete energy levels that the Bohr model describes well. The hydrogen atom, for example, has specific electron energies labeled by the quantum number n, and higher n values give levels that are less negative and closer ...

固体由具有特定电子构型和能级的原子组成。

当两个相同的孤立原子相互靠近时，它们之间的相互作用会导致每个能级分裂为两个不同的能级。

这种分裂是泡利不相容原理的结果，该原理指出，原子中没有两个电子可以同时占据相同的能级状态。

当多个原子聚集形成固体时，能级会分裂形成连续的能带。在平衡原子间距下，该能带进一步分裂为价带和导带。

在绝对零度时，价带包含被电子填满的能级。

价带上方是导带，其中包含空的能级。

这两个能带之间的能量差称为带隙。它表示价带顶部与导带底部之间的能量差。