电子能带结构

电子能带结构（electronic band structure），理学-化学-物理化学-计算与理论化学，用来描述具有周期性的扩展体系中电子态在一定能量范围内允许存在而在另外的一些能量范围内禁阻的特征。其中占据电子态和未占据电子态之间禁阻的能量范围被称为禁带或者带隙。简称能带结构。电子能带结构是将量子力学应用于晶体周期性材料的最为重要的结果。具体来说，在周期性势场中，单电子薛定谔方程的本征能量和本征波函数可以用能带指数和晶格波矢来标记，通常写为和，其中波函数满足布洛赫定理，式中为任意晶格矢量；波矢的取值限定于布里渊区，即倒空间的维格纳-塞兹（Wigner-Seitz）元胞，是反映波函数晶体平移对称性的量子数。给定的轨道能量作为的连续函数，在一定能量范围形成一条能带。其中，能量对的依赖关系有时也被称为色散关系。能带结构的常用表示方法是在布里渊区内选取一定的连接各高对称性点的空间路径，沿该路径画出作为的函数，这样的图被称为能带图（band diagram），或者电子能带结构。电子能带结构是固体能带理论最为核心的内容。