材料的电性能—导电性能（一）

材料电性能定义

      材料的电性能就是材料被施加电场时所产生的响应行为，主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性。

施加电场-响应行为：导电性、介电性、铁电性、压电性。

1. 导电性能

1. 能带（energy band)的定义和形成

          在金属晶体中，金属原子靠的很近，可以通过原子轨道组合成分子轨道以使能量降低。金属晶体中通常包含数目极多的原子，这些原子的轨道可组成极多的分子轨道。由于数目巨大，各相邻分子轨道间的能级非常接近，实际上连成一片，构成一个具有能量的宽带，称为能带。这是能带理论的基础。

    

    

    

2. 能带的分类

   满带（full band)：已充满电子的能带。

   空带（导带）（conduction band)：与满带相比能量较高的能带，可以是部分充填电子或全空的能带。空带获得电子后可以参与导电过程，故又称为导带。

   价带（valence band）：由价电子填充的能带。

   禁带（forbidden band)：半导体和绝缘体中，存在于满带和空带之间的一段空隙。

    

3. 能带理论的运用

   Na：价带填充了一个电子，价带是未满带，能导电

    

    

   Mg：价带填充了两个电子，价带是满带，但禁带是零，价带与空带相交叠，满带中的电子能占据空带，也能导电

    

    

   半导体：价带为满带，价带与空带间存在禁带，禁带宽度较小（0.1~3eV)，施以一定条件，满带中的电子有可能越过禁带到达空带，从而是使满带中出现空穴，空带中出现电子，进而使它们都能导电。

    

    

   绝缘体：价带为满带，价带与空带间存在禁带，禁带宽度较大（>5eV)，常温下满带中的电子几乎不能越过禁带到达空带，宏观上表现为导电性能差。

    

    

    

4. 规律总结

   根据能带理论，不同材料的导电性能的差异性主要取决于其价带中的电子是否有足够的空间进行自由流动、跃迁。如果价带未填满、价带中的电子能比较容易跃迁到空带中，则该材料导电性能较好，反之较差。