導帶

導帶 圖片來自百度

導帶（conduction band）是由自由電子形成的能量空間。即固體結構內自由運動的電子所具有的能量範圍。

• 中文名:導帶

• 外文名:conduction band

• 屬 性:由自由電子形成的能量空間

• 對於金屬:所有價電子所處的能帶就是導帶

• 組 成:能級

• 關 聯:價帶

目錄

定義

導帶（conduction band）是由自由電子形成的能量空間。即固體結構內自由運動的電子所具有的能量範圍。對於金屬，所有價電子所處的能帶就是導帶。對於半導體，所有價電子所處的能帶是所謂價帶，比價帶能量更高的能帶是導帶。在絕對零度溫度下，半導體的價帶(valence band)是滿帶(見能帶理論)，受到光電注入或熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶(forbidden band/band gap)進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後即成為導電的能帶——導帶。

導帶是半導體最外面（能量最高）的一個能帶，是由許多准連續的能級組成的；是半導體的一種載流子——自由電子（簡稱為電子）所處的能量範圍。導帶中往往只有少量的電子，大多數狀態（能級）是空着的，則在外加作用下能夠發生狀態的改變，故導帶中的電子能夠導電，即為載流子。

導帶底是導帶的最低能級，可看成是電子的勢能，通常，電子就處於導帶底附近；離開導帶底的能量高度，則可看成是電子的動能。當有外場作用到半導體兩端時，電子的勢能即發生變化，從而在能帶圖上就表現出導帶底發生傾斜；反過來，凡是能帶發生傾斜的區域，就必然存在電場（外電場或者內建電場）。

導帶底到真空中自由電子能級的間距，稱為半導體的親和能，即是把一個電子載流子從半導體內部拿到真空中去所需要的能量。這是半導體的一個特徵參量。

導帶與價帶的關係

對於未摻雜的本徵半導體，導帶中的電子是由它下面的一個能帶（即價帶）中的電子（價電子）躍遷上來而形成的，這種產生電子（同時也產生空穴——半導體的另外一種載流子）的過程，稱為本徵激發。在本徵激發過程中，電子和空穴是成對產生的，則總是有「電子濃度=空穴濃度」。這實際上就是本徵半導體的特徵，因此可以說，凡是兩種載流子濃度相等的半導體，就是本徵半導體。這就意味着，不僅未摻雜的半導體是本徵半導體，就是摻雜的半導體，在一定條件下（例如高溫下）也可以轉變為本徵半導體。

價帶的能量低於導帶，它也是由許多准連續的能級組成的。但是價帶中的許多電子（價電子）並不能導電，而少量的價電子空位——空穴才能導電，故稱空穴是載流子。空穴的最低能量——勢能，也就是價帶頂，通常空穴就處於價帶頂附近。

價帶頂與導帶底之間的能量差，就是所謂半導體的禁帶寬度。這就是產生本徵激發所需要的最小平均能量。這是半導體最重要的一個特徵參量。

對於摻雜半導體，電子和空穴大多數是由雜質來提供的。能夠提供電子的雜質稱為施主；能夠提供空穴的雜質稱為受主。施主的能級處在靠近導帶底的禁帶中；受主的能級處在靠近價帶頂的禁帶中。

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