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Il teorema di Bloch descrive le onde di eletronica nei solidi con potenziali periodici. Le soluzioni dell'equazione di Schrödinger sono modulazioni di onde piane, con una funzione periodica che riflette la struttura cristallina e un veicolo d'onda k che varia all'interno della prima zona di Brillouin. Il potenziale periodico introduce un gap energetico tra le bande elettroniche, influenzando l'energia degli stati degeneri ai confini della zona di Brillouin. La massa elettromeccanica efficace è costante vicino ai bordi della zona, ma varia in presenza di interazioni elecrostatiche.
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- Il Teorema di Bloch stabilisce che le soluzioni dell'equazione di Schrödinger per un elecrono in un potenziale periodico possono essere espressi come onde piane modulate, con una funzione periodica della stessa periodicità del reticolo direzionale.
- Le onde di Bloch sono soluzioni dell'equazione di Schrödinger considerando il potenziale dei nuclei e non presentano autovalori costanti nel tempo; la quantità di moto cristallina, che include l'influenza del potenziale periodico, è descritta dalla massa efficace.
- Per comprendere le bande eletroniche, si considera un potenziale che "svanisce" gradualmente, introducendo una perturbazione all'equazione di Schrödinger dell'elettrone quasi libero. Questo porta a una dispersione di energia con apertura di gap energetici ai confini della prima zona di Brillouin.
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