本征激发除了热激发的形式以外,还有其它一些形式.如果是光照使得价电子获得足够的能量、挣脱共价键而成为自由电子,这是光学本征激发（竖直跃迁）；这种本征激发所需要的平均能量要

Question

本征激发除了热激发的形式以外,还有其它一些形式.如果是光照使得价电子获得足够的能量、挣脱共价键而成为自由电子,这是光学本征激发（竖直跃迁）；这种本征激发所需要的平均能量要大于热学本征激发的平均能量——禁带宽度.如果是电场加速作用使得价电子受到高能量电子的碰撞、发生电离而成为自由电子,这是碰撞电离本征激发；这种本征激发所需要的平均能量大约为禁带宽度的1.5
最后的1.5倍是怎么求出来的?求高人指教,真的很急……万分感谢.

Answer 1

你说的是本征半导体吧,在本征半导体中,导带上通常并没有电子,由于受热运动的影响,满带中的少数电子获得额外的能量可以跃迁到导带中,从而使半导体具有一定的导电能力.这种激发称为热激发,常温下的热激发效率是很有限的,因而本征半导体导电能力很弱.导带中的电子就是一般所谓的固体中的自由电子,并不是真正的自由电子,这些电子仍然受核的束缚,但束缚程度较弱,这种自由电子可以在整个固体中自由运动,但不能跑到固体的外部.激发也可以通过光照（一般指可见或紫外）实现,可见光子较通常较热运动产生的红外光子能量高,故激发后的能级更高,即电子的能量通常位于导带中较高的位置.（其实,并没有真正的热激发,我们所谓的热激发本质上是由分子热运动辐射的红外光子激发的,这种非人为的红外激发,一般称为热激发,与有意识地用外部红外辐射激发还是有区别的）.
“如果是电场加速作用使得价电子受到高能量电子的碰撞、发生电离而成为自由电子,这是碰撞电离本征激发；”这里的自由电子和上文的自由电子是不同的概念,这里是指真正的脱离固体的自由电子,即电离的电子.它的能量当然要超过导带中的自由电子,即至少要比导带中的最高能连还要高些.
“这种本征激发所需要的平均能量大约为禁带宽度的1.5”直观的理解可以看一看半导体的能带结构.请注意这只是大约,不同材料这个数值可以有较大的差别,这个值是通过能带理论计算出来的,能带理论本身也是一种比较粗略的量子力学近似,因此,1.5倍这个值并不很准确,只是大概.