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布洛赫波
鎖定
布洛赫波因其提出者美籍瑞士裔物理學家菲利克斯·布洛赫而得名.
- 中文名
- 布洛赫波
- 外文名
- Bloch wave
- 提出者
- 菲利克斯·布洛赫
- 提出時間
- 1928年
布洛赫波性質
式中k為波向量。上式表達的波函數稱為布洛赫波函數。當勢場具有晶格週期性時,其中的粒子所滿足的波動方程的解ψ存在性質:
平面波波向量
(又稱“布洛赫波向量”,它與約化普朗克常數的乘積即為粒子的晶體動量)表徵不同原胞間電子波函數的位相變化,其大小隻在一個倒易點陣向量之內才與波函數滿足一一對應關係,所以通常只考慮第一布里淵區內的波向量,即所謂“簡約波向量”。對一個給定的波矢和勢場分佈,電子運動的薛定諤方程具有一系列解,稱為電子的能帶,常用波函數的下標n以區別。這些能帶的能量在
的各個單值區分界處存在有限大小的空隙,稱為能隙。在第一布里淵區中所有能量本徵態的集合構成了電子的能帶結構。在單電子近似的框架內,週期性勢場中電子運動的宏觀性質都可以根據能帶結構及相應的波函數計算出。
布洛赫波推論
上述結果的一個推論為:在確定的完整晶體結構中,布洛赫波向量
是一個守恆量(以倒易點陣向量為模),即電子波的羣速度為守恆量。換言之,在完整晶體中,電子運動可以不被格點散射地傳播(所以該模型又稱為近自由電子近似),晶態導體的電阻僅僅來自那些破壞了勢場週期性的晶體缺陷以及電子與聲子的相互作用。