エネルギーバンド構造・・・

有効質量は、エネルギーバンド構造できまる、とあったのですが、エネルギーバンド構造ってなんですか？
また、エネルギーバンド構造って何で決まるのですか？

No.3 ベストアンサー 回答者： T-Ein 回答日時： 2002/07/05 11:43

エネルギーバンド構造について説明します．

大分，昔習ったことなんで，私も自信はないですが，バンドとは原子，分子について示したものでは無く，周期的に並んだ系について電子が持つエネルギー構造だったと思います．

感覚的な回答で申し訳ないですが，イメージ的には以下のように記憶しています．

水素原子が２つ集まると水素分子になる．このとき電子軌道は結合軌道と反結合軌道となり，分子軌道と呼ばれています．つまり１種類の原子軌道が２つ集まれば分子軌道（結合性軌道，反結合性軌道）が１種類づつ現れるわけです．

これをふまえ，仮に水素が直線的に３つ等間隔ならんだ場合の分子軌道を考えると結合性軌道が３つ，反結合性軌道が３つ現れると推測できます．
同様に数を４，５，６個増やすと，結合性軌道，反結合性軌道の数も４，５，６と増えていくので，いつかは結合性軌道のバンド（価電子帯），反結合性軌道のバンド（伝導帯）になる．
例に出した水素は分子なんでＨ２で収束していますが，組成式で表す物質はこの様な周期的構造をとっているので電子状態がバンドになります．

ちなみに結合性軌道と反結合性軌道の電子雲を比較すると結合軌道は非常に局所的であるのに対し反結合軌道は広範囲であることから，反結合性軌道の電子は非常に動きやすいとわかります．
この事から伝導帯にある電子は動きやすくなります．

言葉だけで長々と書きましたが，イメージできたでしょうか？


有効質量に関しては
http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=77034
に記載していたので参考にしてください．

参考URL：http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=77034

No.4 回答者： siegmund 回答日時： 2002/07/05 12:18

バンド構造や有効質量については過去にいくつか質問と回答があります．

質問検索で検索してみてください．
特に
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=226205
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=183166
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=140257
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=77034
が重要と思います．

No.2 回答者： MiJun 回答日時： 2002/07/05 10:42

以下の参考URLが参考になりますでしょうか?

「光電子スペクトロスコピー」
●http://www.labs.fujitsu.com/fala/bandgap.html
（エネルギーバンド構造決定）
●http://www.nhk.or.jp/strl/publica/dayori/dayori9 …
（LEDの発光原理）
●http://grape.c.u-tokyo.ac.jp/~doi/Detector/hiil2 …
（遠赤外線吸収）

ご参考まで。

参考URL：http://www.kek.jp/kids/class/trans/energy1.html

No.1 回答者： mymy 回答日時： 2002/07/05 10:17

全く詳しくなくて申し訳ないですが。

エネルギーバンド構造って原子のなかの電子軌道の作っているエネルギーの高さの事ではないでしょうか?
原子には原子核と電子が含まれていて、電子を何個かもっている原子はランダムに電子があるわけではなくある規則性を持っているのです。それはエネルギー順位と呼ばれるエネルギーの高さが決まっていて、電子は特に周りと作用していなければエネルギーの低い順番に充填されます。
あるエネルギー順位と別のエネルギー順位の間には電子が存在できないエネルギー値の部分があってバンドと呼ばれています。
物体（原子）によって、また分子もこのようなエネルギーのバンドは各々独自のパターンを示しています。
むしろ化学に近い話ではないでしょうか。
的外れならごめんなさい。