布洛赫函數

布洛赫函數

布洛赫函數或者稱為布洛赫波函數(Bloch (wave)function)是在周期性勢場中運動的電子的Schrodinger方程的解。布洛赫函數是一種調幅平面波,形式為ψk(x) = uk(x)·exp(ik·x),其中uk(x)具有晶格的周期性。布洛赫函數反映了晶體電子運動的特點,即其中的指數部分反映了晶體電子的共有化運動,而其中的晶格周期函數部分反映了晶體電子圍繞原子核的運動;它所描述的電子是所謂Bloch電子(晶格周期勢場中的電子),是晶體中的共有化運動的電子,故Bloch電子的狀態——Bloch態是擴展態,這對應於能帶電子的狀態,即能帶中的許多准連續的能級狀態。

定義


或者稱為布洛赫波是在周期性勢場中運動的電子的的解。布洛赫函數是一種調幅平面波,形式為ψ(x)=u(x)·exp(ik·x),其中u(x)具有晶格的周期性。

意義


只有晶體中的公有化電子的波函數才具有布洛赫函數的形式,相應電子的能量呈現為能帶,而不是能級。而與布洛赫狀態不同是局限在某個原子附近處運動的電子的所謂局域態,例如雜質或者缺陷上電子的束縛狀態;這種局域的能量狀態呈現為能級——束縛能級。這些束縛狀態的能量與擴展態的能量無關,故束縛態的能級相對於能帶而言,它可以處於能帶中的任意位置,即既可以在能帶中,也可以在禁帶中。例如施主雜質能級、受主雜質能級、複合中心能級、陷阱中心能級、激子能級等這些束縛狀態,一般都處于禁帶中間。