バンド理論

バンド理論(Band theory)は、結晶あるいは周期的物質の中の電子の状態を量子力学を用いて記述する理論。その電子状態は離散的な並進対称性に起因する波数という量子数によって指定される。そのエネルギーと波数の関係（分散関係）はエネルギーバンド（バンド構造）と呼ばれ、結晶構造に応じた並進対称性によって、エネルギーバンドの間にギャップ（バンドギャップ）が生じる。絶縁体と半導体ではエネルギーバンドは価電子帯と伝導帯に分かれ、フェルミ面はギャップの中に存在するが、金属では少なくとも一つのエネルギーバンドがフェルミ面を横切る。逆に、このエネルギーバンドの特徴が物質を金属と絶縁体に分類する方法を与える。