经典力学对金属中电子的处理 特鲁特一洛伦兹金属电子论:金属体中的电子和分子气体一样,在一定温度下达到热平衡,电子气 体可以用确定的平均速度和平均自由程来描述。这样不考虑电子与电子之间、电子与离子之间的相 互作用,由此建立起来的是自由电子模型。 应用经典力学和电子气体服从经典麦克斯一玻尔兹曼统计分布规律,对金属中的电子进行计算

4.1 经典自由电子论（Drude-Lorentz) 4.2 量子自由电子论（Sommerfeld） ： 一. 金属中自由电子的运动状态 二. 能态密度 三. 基态能量 四. T>0K 时电子的分布和能量

1.半导体载流子的近似玻耳兹曼统计 半导体中的电子和金属中的电子一样服从费密一一狄拉克统计。在金属中,电子填充空带的部分形 成导带,相应的费密能级位于导带中。 对于掺杂不太多的半导体,在热平衡下,导带中有从施主能级激发到导带中的电子,价带中还有少量的空穴

6.2功函数和接触势差 1.热电子发射和功函数 实验指出,热电子发射电流密度:j~e-W:功函数金属中,电子处于势阱高度为X(正离子的吸引),如图XCH006008所示,当电子从外界获得足够的能量,有可能脱离金属,产生热电子发射电流

N型半导体中的主要载流子是电子,同时也有少量的空穴载流子,电子被称为多数载流子一一多子。 空穴被称为少数载流子一一少子。 P型半导体中的主要载流子是空穴,同时也有少量的电子载流子,空穴被称为多数载流子一一多子。 电子被称为少数载流子一一少子。 在热平衡下,半导体中的杂质电子,或价带中的电子通过吸收热能,激发到导带中(载流子的产生), 同时电子又可以回落到价带中和空穴发生复合(载流子的复合),最后达到平衡时,载流子的产生率 和复合率相等,电子和空穴的浓度有了一定的分布

1.如何理解电子分布函数f(E)的物理意义是:能量为E的一个量子态被电子所占据的平均 几率? [解答] 金属中的价电子遵从费密-狄拉克统计分布,温度为T时,分布在能级E上的电子数目 n二 e(E-Ep)/kg g为简并度,即能级E包含的量子态数目.显然,电子分布函数 f(e (E-EF)/kg!+1 是温度7时,能级E的一个量子态上平均分布的电子数.因为一个量子态最多由一个电子所 据,所以f(E)的物理意义又可表述为:能量为E的一个量子态被电子所占据的平均几

4.5 金属的热电子发射和接触电势 一. 功函数 二. 热电子发射 三. 接触电势 4.6 金属的交流电导率和光学性质 一. 交流电导率 二. 金属的介电系数 三. 金属的光学性质

5.1 费米分布函数和自由电子气比热容 5.2 金属的费米面 5.3 费米面的实验测定 5.4 输运现象 5.5 金属的电导率 5.6 弛豫时间与碰撞概率的关系 5.7 电子-声子相互作用与金属电阻率 5.8 等离激元与准电子

《固体物理》课程PPT教学课件（Solid State Physics）第四章 金属电子论——电子的费米统计

理想的半导体材料是没有缺陷或没有杂质,半导体中的载流子只能是激发到导带中的电子和价带中的空穴