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2021-2022学年高二物理竞赛课件：Bloch电子的准经典运动
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这是一份2021-2022学年高二物理竞赛课件：Bloch电子的准经典运动，共14页。PPT课件主要包含了电子速度，准电子，准动量，有效质量，定义有效质量张量，有效质量近似，满带不导电，在恒电场下，近满带和空穴等内容，欢迎下载使用。
Blch电子的准经典运动
Next：如何描述晶体电子的运动速度、准动量和有效质量？
电子受外力作用时，根据功能原理
2）上式类似于牛顿定律，是电子在力作用下运动的基本方程。
下面讨论电子的质量。从基本关系式出发：
选坐标于主轴方向（kx , ky , kz 方向），张量积为零
有效质量是材料的重要实验参数（可查表）有效质量包括晶格周期场的作用，使得我们可以简单地处理外场力作用下电子的位置运动
有效质量有方向性：mx*, my*, mz* 一般不相等m* 不是常数，与 k有关。可以正、负、无穷大实际材料（如半导体），在很大的能量范围，有效质量近似为常数－有效质量近似，那么晶体电子运动的图像如经典图像。
Next：如何利用能带理论区分导体、绝缘体与半导体？
在满带中（无电场），每个电子有电流 -qv；但k 和 –k 的电子的电流互相抵消。当外加电场（或磁场）时，任一时刻，电子的填充状况不改变，电子以同样速度在K空间移动，总电流仍为零。
部分填充能带可以产生电流
在E=0时，电子在 k 的态上对称分布，总电流为零；在E≠0时，所有电子在K空间沿同一方向移动，会有部分电子的电流不被抵消，产生净电流
产生直流电流，必需有非弹性碰撞
设想带中只有一个态k未被占据该带的全部电子的运动，等价于正电荷的运动——空穴
Blch电子的准经典运动
Next：如何描述晶体电子的运动速度、准动量和有效质量？
电子受外力作用时，根据功能原理
2）上式类似于牛顿定律，是电子在力作用下运动的基本方程。
下面讨论电子的质量。从基本关系式出发：
选坐标于主轴方向（kx , ky , kz 方向），张量积为零
有效质量是材料的重要实验参数（可查表）有效质量包括晶格周期场的作用，使得我们可以简单地处理外场力作用下电子的位置运动
有效质量有方向性：mx*, my*, mz* 一般不相等m* 不是常数，与 k有关。可以正、负、无穷大实际材料（如半导体），在很大的能量范围，有效质量近似为常数－有效质量近似，那么晶体电子运动的图像如经典图像。
Next：如何利用能带理论区分导体、绝缘体与半导体？
在满带中（无电场），每个电子有电流 -qv；但k 和 –k 的电子的电流互相抵消。当外加电场（或磁场）时，任一时刻，电子的填充状况不改变，电子以同样速度在K空间移动，总电流仍为零。
部分填充能带可以产生电流
在E=0时，电子在 k 的态上对称分布，总电流为零；在E≠0时，所有电子在K空间沿同一方向移动，会有部分电子的电流不被抵消，产生净电流
产生直流电流，必需有非弹性碰撞
设想带中只有一个态k未被占据该带的全部电子的运动，等价于正电荷的运动——空穴
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