金屬電子被束縛能較低,可以在金屬中自由移動(dòng).所以加了電壓就可以導(dǎo)電. 而半導(dǎo)體是以共價(jià)鍵形式存在,原子核對(duì)最外層電子的束縛較強(qiáng),所以電子不可以隨意移動(dòng).但是由于半導(dǎo)體是體材料,所以有好多的原子就在一起,那么他們的電子殼層就交疊在一起了.如圖,那么電子就可以在這些交疊的軌道上運(yùn)動(dòng)了,于是也可以導(dǎo)電.
二：量子自由電子理論
這其實(shí)半導(dǎo)體和金屬都是運(yùn)用薛定諤的方程,再根據(jù)邊界條件的值求解能量表達(dá).他們的共同點(diǎn)是大都在納米量級(jí)下才能觀察到能量的量子化效應(yīng).比方說,普通金屬在體材料即大塊的時(shí)刻,有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,但是在納米顆粒情況下就會(huì)絕緣. 半導(dǎo)體的量子化可以有量子阱,量子線,量子點(diǎn)等.這些情況下其能級(jí)發(fā)生分離,不再是連續(xù)的.
三：能帶理論
這也是區(qū)別半導(dǎo)體和金屬的比較易理解的方式.首先晶體中電子的分布要滿足一定的波函數(shù),而波函數(shù)也隨這晶格周期性的變化.最終得到電子的分布空間是一些帶.帶和帶之間時(shí)禁帶,即不能存在電子.晶體能夠?qū)щ娛瞧渲械碾娮釉谕怆妶?chǎng)的作用下做定向運(yùn)動(dòng).電子在外電場(chǎng)下做加速運(yùn)動(dòng),于是電子的能量就發(fā)生改變.從而電子從能量較低的帶躍遷到高的帶.半導(dǎo)體,就是能量較低的帶里全部填充電子,能量高的帶沒有電子,因?yàn)闈M所以就好比大家在一起擠著不能動(dòng),那么就沒有電流.但是有了外力,電子就躍遷,滿的地方就空出位置,從而讓旁邊的電子移動(dòng),從而形成電流.金屬的較高地方也有電子那么較高的能帶上就有電子有空位（空穴）,所以何時(shí)都能導(dǎo)電.
