11.18:
能带理论
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能带理论类似于分子轨道理论，为固体中的电子行为提供了一个模型。回想一下，当两个或两个以上的原子聚在一起 形成一个分子时，它们的原子轨道 会重叠形成 有离散能级的分子轨道。随着分子中原子数量的增加，分子轨道的数量也随之增加。固体通常有极大数量的原子，因此整个固体将会有 极大数量的紧密 间隔的分子轨道来表示。结果，各组分子轨道之间 的间隔非常紧密，以至于 可以将它们视为电子可以占据的 连续能量范围或能带。像分子轨道一样，这些能带 被能隙分开。如果能隙太宽，电子就不能穿过它们。在像铜这样的导体中，价电子 位于一个同样有许多空轨道的能带中。价电子可以很容易地在各轨道之间移动，从而使电子可在固体中自由流动。这些流动电子 使固体具有良好的导电性。半导体和绝缘体的模型 考虑了两个能带：价带 即包含基态电子的最高能带）和导带 即价带正上方的能带）价带几乎没有或没有空轨道，如果价电子无法到达导带的空轨道，则它们在固体中移动的能力 就会受到限制。在玻璃等绝缘体中可看到上述这类行为，这些绝缘体在价带和导带之间 有较大的能隙或带隙。因此，绝缘体的导电性较差。如果带隙较小，价电子可 以被激发到导带，并可在那里的空轨道之间自由移动。激发电子留下的空轨道 也使电子更容易 在价带内移动。在硅等半导体中可看到上述这类行为，这些半导体的导电性比金属低，但比绝缘体的导电性强。
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能带理论
当两个或多个原子聚集在一起形成一个分子时，它们的原子轨道结合在一起，产生不同能量的分子轨道。 固体中有大量原子，因此可以将大量原子轨道组合到分子轨道中。 这些分子轨道群组紧密结合在一起，形成了连续的能量区域，称为能带。
这些能带之间的能量差异称为能带隙。
导体，半导体和绝缘体
为了导电，价电子必须通过不同能量的轨道在整个固体中移动。 这由能带隙决定。 导体中的价电子占据了一个具有许多空轨道的能带。 因此，将电子移动到这些空轨道只需要少量能量。 这种小型能量差异“容易克服”，因此它们是良好的电导体。 半导体和绝缘体观察到两种类型的能带：一种是价带，几乎没有空轨道，另一种是导带，带有空轨道。 价带和导带之间的能量差或能带隙决定电子移动的容易程度。 在绝缘体中，能带隙太“大”了，极少的电子可以到达导带的空轨道；因此，绝缘体是较差的电导体。 另一方面，半导体的能带差距相对较小。 因此，当提供“中等”量的能量以将电子移出填充的价带轨道并移入导带的空轨道时，它们就可以导电。 因此，半导体优于绝缘体，但在导电性方面不如导体高效。