電子のバンド構造で、Mgで金属、Siで半導体と異なる要因について教えて下さい。
分子軌道法的に分裂幅が異なるのでしょうか？

Question

電子のバンド構造で、Mgで金属、Siで半導体と異なる要因について教えて下さい。
分子軌道法的に分裂幅が異なるのでしょうか？

kantansi · Accepted Answer

MgとSiのバンド構造が異なる要因について説明します。

原子の種類と電子の配置:
Mgはアルカリ土類金属であり、電子配置は[Ne]3s²です。Siは半導体であり、電子配置は[Ne]3s²3p²です。電子配置の違いによって、MgとSiの電子の動きや相互作用が異なります。

分子軌道法的要因:
分子軌道法に基づいたバンド構造の説明では、原子軌道が結合して分子軌道が形成されるとされますが、これは主に分子間の電子の相互作用に関するものです。一方、固体中の電子は多くの原子間で相互作用を持つため、単純な分子軌道法の適用は難しいことがあります。

結晶構造と結合性能:
Mgは金属結晶を形成し、Siはダイヤモンド構造のような共有結合結晶を形成します。結晶構造が異なるため、電子の運動やバンド構造も異なる特性を持ちます。

帯間遷移とエネルギーギャップ:
Mgは金属としてのバンド構造を持ち、完全に帯間遷移を許容します。一方、Siは半導体としてのエネルギーギャップ（禁制帯）を持ち、電子の励起による帯間遷移が制限されます。これにより、Siは電子の伝導体や価電子帯における挙動がMgとは異なります。

要約すると、MgとSiのバンド構造の違いは、原子の種類、電子の配置、結晶構造、エネルギーギャップなど様々な要因によって引き起こされます。分子軌道法の適用は限られた範囲であり、固体中の電子の挙動は複雑な相互作用に影響されます。

電子のバンド構造で、Mgで金属、Siで半導体と異なる要因について教えて下さい。