能帶結(jié)構(gòu)，三體系的能帶結(jié)構(gòu)能反應什么問題

來源：整理時間：2024-11-19 20:17:12 編輯：智能門戶手機版

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1，三體系的能帶結(jié)構(gòu)能反應什么問題
2，有關能帶結(jié)構(gòu)問題怎么重疊的能帶什么形狀是不是球殼形的
3，什么是固體能帶理論
4，半導體的能帶結(jié)構(gòu)求助
5，能帶結(jié)構(gòu)的程序
6，簡述能帶理論

1，三體系的能帶結(jié)構(gòu)能反應什么問題

抗震等級一、二、三的建筑，四級抗震和非抗震建筑不需要使用帶E鋼筋。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》第11.2.3和《建筑抗震設計規(guī)范》第3.9.2.2.2的強制性條文，抗震等級一、二、三級的框架和斜撐構(gòu)件（含）梯段，其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時，鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25；鋼筋屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應大于1.30；鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%。滿足此3個指標的鋼筋是牌號帶“E”鋼筋，其他鋼筋不太可能滿足此條件或經(jīng)試驗確定。剪力墻(shear wall)又稱抗風墻、抗震墻或結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風荷載或地震作用引起的水平荷載和豎向荷載（重力）的墻體，防止結(jié)構(gòu)剪切（受剪）破壞。它分平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強度及抗倒塌能力，在某些部位可現(xiàn)澆或預制裝配鋼筋混凝土剪力墻?，F(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時澆筑，整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中，由電梯間、樓梯間、設備及輔助用房的間隔墻圍成，筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，其剛度和強度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。

三體系的能帶結(jié)構(gòu)能反應什么問題

2，有關能帶結(jié)構(gòu)問題怎么重疊的能帶什么形狀是不是球殼形的

能帶理論跟之前的比較具象的電子移動的理論根本不同吧，何來“什么形狀”之說？能帶本質(zhì)是能級的重疊，能級還有形狀嗎？具體來說：1、內(nèi)部電子應該不會分裂成能帶，因為能帶理論是用來解釋導電性等物理特性的理論，參與討論的必須是價電子、以及受激電子，內(nèi)部電子一般不考慮，所以不存在會不會分裂成能帶的問題；2、按照理論來說，應該是N越大，能帶就越寬，也就是處于成鍵軌道和反鍵軌道的電子越多，但是此事應該以事實為基礎，理論不見得正確，有可能觀察到的現(xiàn)象并不是這樣；3、這個我不敢確定，硅的1S和2P？這個不是價電子啊。硅的3S能帶全滿，3P能帶不滿也不空，硅半導體的禁帶能量不大，電子可從價帶躍遷到導帶。至于1S和2P的能級分裂，恕在下無能為力；4、兩個硅原子？能帶理論針對的是大量的原子，只有大量原子的軌道重疊才能形成類似一條連續(xù)的能量帶一樣的“能帶”，討論兩個硅原子似乎沒什么意義，不過大約就是金屬分子軌道理論里一樣，軌道簡并就好，但是應該不能稱為“能帶”。5、老實說，不知道。主要是不明白跟內(nèi)層電子有什么聯(lián)系……對于這個理論我也實在一知半解，這種問題其實我覺得應該問問化學院的老師們（如果你是學生，不過我估計老師們也可能會有不同的見解），或者查查歷史上相關實驗和資料的文檔。

雖然我很聰明，但這么說真的難到我了

有關能帶結(jié)構(gòu)問題怎么重疊的能帶什么形狀是不是球殼形的

3，什么是固體能帶理論

能帶理論是用量子力學的方法研究固體內(nèi)部電子運動的理論。是于20世紀初期，在量子力學確立以后發(fā)展起來的一種近似理論。它曾經(jīng)定性地闡明了晶體中電子運動的普遍特點，并進而說明了導體與絕緣體、半導體的區(qū)別所在，解釋了晶體中電子的平均自由程問題。自20世紀六十年代，電子計算機得到廣泛應用以后，使用電子計算機依據(jù)第一原理做復雜能帶結(jié)構(gòu)計算成為可能（不過仍然非常耗時，一次典型的能帶結(jié)構(gòu)自洽計算在普通工作站上往往需要花幾個小時甚至一周多的時間才能完成）。能帶理論由定性發(fā)展為一門定量的精確科學。固體材料的能帶結(jié)構(gòu)由多條能帶組成，能帶分為傳導帶（簡稱導帶）、價電帶（簡稱價帶）和禁帶等，導帶和價帶間的空隙稱為能隙（即右邊第二副圖中所示的Eg）。能帶結(jié)構(gòu)可以解釋固體中導體、半導體、絕緣體三大類區(qū)別的由來。材料的導電性是由“傳導帶”中含有的電子數(shù)量決定。當電子從“價帶”獲得能量而跳躍至“傳導帶”時，電子就可以在帶間任意移動而導電。一般常見的金屬材料，因為其傳導帶與價帶之間的“能隙”非常小，在室溫下電子很容易獲得能量而跳躍至傳導帶而導電，而絕緣材料則因為能隙很大（通常大于9電子伏特），電子很難跳躍至傳導帶，所以無法導電。一般半導體材料的能隙約為1至3電子伏特，介于導體和絕緣體之間。因此只要給予適當條件的能量激發(fā)，或是改變其能隙之間距，此材料就能導電。

固體的能帶的形成是通過原子之間的相互作用實現(xiàn)的。當若干個原子相互靠近時，由于彼此之間的力的作用，原子原有能級發(fā)生分裂，由一條變成多條。組成一條能帶的眾多能級間隔很小，故可近似看成連續(xù)。固體的導電性能由其能帶結(jié)構(gòu)決定。對一價金屬，價帶是未滿帶，故能導電。對二價金屬，價帶是滿帶，但禁帶寬度為零，價帶與較高的空帶相交疊，滿帶中的電子能占據(jù)空帶，因而也能導電，絕緣體和半導體的能帶結(jié)構(gòu)相似，價帶為滿帶，價帶與空帶間存在禁帶。半導體的禁帶寬度從0.1～4電子伏，絕緣體的禁帶寬度從4～7電子伏。在任何溫度下，由于熱運動，滿帶中的電子總會有一些具有足夠的能量激發(fā)到空帶中，使之成為導帶。由于絕緣體的禁帶寬度較大，常溫下從滿帶激發(fā)到空帶的電子數(shù)微不足道，宏觀上表現(xiàn)為導電性能差。半導體的禁帶寬度較小，滿帶中的電子只需較小能量就能激發(fā)到空帶中，宏觀上表現(xiàn)為有較大的電導率（見半導體）。

什么是固體能帶理論

4，半導體的能帶結(jié)構(gòu)求助

----------------導帶-----------------價帶本征半導體帶隙中不存在雜質(zhì)能級，能帶結(jié)構(gòu)只由導帶和價帶構(gòu)成

半導體能帶理論分析半導體能帶理論，必須從能級，能帶，禁帶，價帶，導帶開始。因此分析如下：能級（Enegy Level）：在孤立原子中，原子核外的電子按照一定的殼層排列，每一殼層容納一定數(shù)量的電子。每個殼層上的電子具有分立的能量值，也就是電子按能級分布。為簡明起見，在表示能量高低的圖上，用一條條高低不同的水平線表示電子的能級，此圖稱為電子能級圖。能帶（Enegy Band）：晶體中大量的原子集合在一起，而且原子之間距離很近，以硅為例，每立方厘米的體積內(nèi)有5×1022個原子，原子之間的最短距離為0.235nm。致使離原子核較遠的殼層發(fā)生交疊，殼層交疊使電子不再局限于某個原子上，有可能轉(zhuǎn)移到相鄰原子的相似殼層上去，也可能從相鄰原子運動到更遠的原子殼層上去，這種現(xiàn)象稱為電子的共有化。從而使本來處于同一能量狀態(tài)的電子產(chǎn)生微小的能量差異，與此相對應的能級擴展為能帶。禁帶（Forbidden Band）：允許被電子占據(jù)的能帶稱為允許帶，允許帶之間的范圍是不允許電子占據(jù)的，此范圍稱為禁帶。原子殼層中的內(nèi)層允許帶總是被電子先占滿，然后再占據(jù)能量更高的外面一層的允許帶。被電子占滿的允許帶稱為滿帶，每一個能級上都沒有電子的能帶稱為空帶。價帶（Valence Band）：原子中最外層的電子稱為價電子，與價電帶。導帶（Conduction Band）：價帶以上能量最低的允許帶稱為導帶。導帶的底能級表示為Ec，價帶的頂能級表示為Ev，Ec與Ev之間的能量間隔稱為禁帶Eg。半導體的導電作用是通過帶電粒子的運動（形成電流）來實現(xiàn)的，這種電流的載體稱為載流子。半導體中的載流子是帶負電的電子和帶正電的空穴。對于不同的材料，禁帶寬度不同，導帶中電子的數(shù)目也不同，從而有不同的導電性。例如，絕緣材料SiO2的Eg約為5.2eV，導帶中電子極少，所以導電性不好，電阻率大于1012Ω·cm。半導體Si的Eg約為1.1eV，導帶中有一定數(shù)目的電子，從而有一定的導電性，電阻率為10-3—1012Ω·cm。金屬的導帶與價帶有一定程度的重合，Eg=0，價電子可以在金屬中自由運動，所以導電性好，電阻率為10-6—10-3Ω·cm。

5，能帶結(jié)構(gòu)的程序

計算材料的能帶結(jié)構(gòu)即色散曲線E(k)，步驟為（并以計算fcc結(jié)構(gòu)Al的能帶結(jié)構(gòu)為例進行說明）：* 根據(jù)特殊k點的走向，選取特殊k點及特殊k點間的分割點數(shù)，準備好產(chǎn)生k點的輸入文件syml6 !特殊k點的個數(shù)20 20 20 10 20 !特殊k點間的分割點數(shù)X 0.5 0.0 0.5 !特殊k點的坐標,相對于倒格子矢量G 0.0 0.0 0.0L 0.5 0.5 0.5W 0.5 0.25 0.75K 0.375 0.375 0.75G 0.0 0.0 0.0 !下面三行,前三列是正格子基矢,后三列是倒格子基矢0.000000000 1.987500000 1.987500000 -0.251572327 0.251572327 0.2515723271.987500000 0.000000000 1.987500000 0.251572327 -0.251572327 0.2515723271.987500000 1.987500000 0.000000000 0.251572327 0.251572327 -0.251572327-20.0 15.0 !在畫能帶結(jié)構(gòu)時，每個特殊k點所對應的豎線的能量范圍7.068339 !費米能級* 用程序gk.x產(chǎn)生k點，得到KPOINTS文件。注釋：程序gk.x是由gk.f文件編譯后得到的目標文件，其輸入文件為syml，輸出文件為KPOINTS, inp.kpt。* 緊接著利用前面計算得到的自洽電荷密度作一次非自洽的計算。采用命令解壓保存的電荷密度文件chg.tgz：tar xzvf chg.tgz另外設置ISTART=1, ICHARG=11, 并增加NBANDS的值，ISMEAR采用默認值SYSTEM = Al-fccENCUT = 250ISTART = 1; ICHARG = 11#ISMEAR = -5NBANDS = 12PREC = Accurate計算完后得到本征值文件EIGENVAL。注意：對于4.4系列版本，在計算能帶結(jié)構(gòu)時設置NBANDS的值應該與計算自洽的電荷密度時設置的NBADS一致。對4.5以上版本，可以不一致。* 從自洽電荷密度計算得到的OUTCAR文件中找到倒格子矢量和費米能級，并粘貼到syml文件中，然后用程序pbnd.x把EIGENVAL轉(zhuǎn)換為成bnd.dat（本征值，并以費米能級為參考零點）和highk.dat（用來畫豎線），然后用軟件origin畫圖。注釋：程序pbnf.x是通過編譯pbnd.f得到的可執(zhí)行文件，其輸入文件為EIGENVAL和syml，輸出文件為BANDS、bnd.dat和highk.dat。pbnd.f可以處理自旋極化情況下計算得到的 EIGENVAL，不再輸出bnd.dat而是upbnd.dat和dnbnd.dat這兩個文件，分別對應自旋向上和向下的能帶。提示：在計算能帶結(jié)構(gòu)時，采用ISMEAR = 0或1對結(jié)果的影響非常小，可以認為是一樣的。但是不能采用ISMEAR = -5 或-4。

搜一下：能帶結(jié)構(gòu)的程序

6，簡述能帶理論

研究固體中電子運動規(guī)律的一種近似理論。固體由原子組成，原子又包括原子實和最外層電子，它們均處于不斷的運動狀態(tài)。為使問題簡化，首先假定固體中的原子實固定不動，并按一定規(guī)律作周期性排列，然后進一步認為每個電子都是在固定的原子實周期勢場及其他電子的平均勢場中運動，這就把整個問題簡化成單電子問題。能帶理論就屬這種單電子近似理論，它首先由F.布洛赫和L.-N.布里淵在解決金屬的導電性問題時提出。具體的計算方法有自由電子近似法、緊束縛近似法、正交化平面波法和原胞法等。前兩種方法以量子力學的微擾理論作為基礎，只分別適用于原子實對電子的束縛很弱和很強的兩種極端情形；后兩種方法則適用于較一般的情形，應用較廣。孤立原子的能帶孤立原子的外層電子可能取的能量狀態(tài)（能級）完全相同，但當原子彼此靠近時，外層電子就不再僅受原來所屬原子的作用，還要受到其他原子的作用，這使電子的能量發(fā)生微小變化。原子結(jié)合成晶體時，原子最外層的價電子受束縛最弱，它同時受到原來所屬原子和其他原子的共同作用，已很難區(qū)分究竟屬于哪個原子，實際上是被晶體中所有原子所共有，稱為共有化。原子間距減小時，孤立原子的每個能級將演化成由密集能級組成的準連續(xù)能帶。共有化程度越高的電子，其相應能帶也越寬。孤立原子的每個能級都有一個能帶與之相應，所有這些能帶稱為允許帶。相鄰兩允許帶間的空隙代表晶體所不能占有的能量狀態(tài)，稱為禁帶。若晶體由N個原子（或原胞）組成，則每個能帶包括N個能級，其中每個能級可被兩個自旋相反的電子所占有，故每個能帶最多可容納2N個電子（見泡利不相容原理）。價電子所填充的能帶稱為價帶。比價帶中所有量子態(tài)均被電子占滿，則稱為滿帶。滿帶中的電子不能參與宏觀導電過程。無任何電子占據(jù)的能帶稱為空帶。未被電子占滿的能帶稱為未滿帶。例如一價金屬有一個價電子，N個原子構(gòu)成晶體時，價帶中的2N個量子態(tài)只有一半被占據(jù)，另一半空著。未滿帶中的電子能參與導電過程，故稱為導帶。固體的能帶固體的導電性能由其能帶結(jié)構(gòu)決定。對一價金屬，價帶是未滿帶，故能導電。對二價金屬，價帶是滿帶，但禁帶寬度為零，價帶與較高的空帶相交疊，滿帶中的電子能占據(jù)空帶，因而也能導電，絕緣體和半導體的能帶結(jié)構(gòu)相似，價帶為滿帶，價帶與空帶間存在禁帶。半導體的禁帶寬度從0.1～1.5電子伏，絕緣體的禁帶寬度從1.5～1.0電子伏。在任何溫度下，由于熱運動，滿帶中的電子總會有一些具有足夠的能量激發(fā)到空帶中，使之成為導帶。由于絕緣體的禁帶寬度較大，常溫下從滿帶激發(fā)到空帶的電子數(shù)微不足道，宏觀上表現(xiàn)為導電性能差。半導體的禁帶寬度較小，滿帶中的電子只需較小能量就能激發(fā)到空帶中，宏觀上表現(xiàn)為有較大的電導率（見半導體）。能帶理論在闡明電子在晶格中的運動規(guī)律、固體的導電機構(gòu)、合金的某些性質(zhì)和金屬的結(jié)合能等方面取得了重大成就，但它畢竟是一種近似理論，存在一定的局限性。例如某些晶體的導電性不能用能帶理論解釋，即電子共有化模型和單電子近似不適用于這些晶體。多電子理論建立后，單電子能帶論的結(jié)果常作為多電子理論的起點，在解決現(xiàn)代復雜問題時，兩種理論是相輔相成的。

born-oppenheimer絕熱近似：離子的波函數(shù)與電子的位置及狀態(tài)無關（多粒子-多電子）hatree-fock平均場近似：忽略電子與電子間的相互作用，用平均場代替電子與電子間的相互作用（多電子-單電子）periodic potential approximation周期場近似：（單電子-單電子在周期場中運動）

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2，有關能帶結(jié)構(gòu)問題怎么重疊的能帶什么形狀是不是球殼形的

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4，半導體的能帶結(jié)構(gòu)求助

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