AO MO ENERGY BAND 發展歷史

1926 年: 薛定諤提出薛定諤方程,並成功求得氫原子與類氫原子的定態解,奠定了原子波函數描述的量子力學基礎。



1927 年: Walter Heitler 與 Fritz London 首次將新量子力學應用於氫分子 H₂,建立化學鍵的量子描述,這通常被視為價鍵理論(VB theory)的開端。

1927–1928 年: Friedrich Hund 與 Robert Mulliken 幾乎同時發展出分子中的延展電子態觀念,也就是後來的分子軌域(MO)理論。換句話說,分子方向並不是只有 Heitler–London 的 VB 路線,還同時有 Hund–Mulliken 的 MO 路線。

1929 年: Felix Bloch 在研究週期性晶格中的電子時指出,晶體中電子的波函數可寫成


這就是後來的 Bloch theorem / Bloch wave,它說明晶體中的電子態不是局域在單一原子上,而是延展於整個週期晶格中,這正是現代固態物理的關鍵一步。

1930 年: Léon Brillouin 進一步發展出 Brillouin zone(布里淵區) 的觀念,把晶體的週期性問題轉到倒晶格空間 k-space 中來描述。這使得 Bloch 波的波向量 k 有了清楚的幾何範圍,也讓後來的能帶圖 E(k) 有了發展基礎。

1931 年: Kronig–Penney 模型用一維週期位能的簡化模型,清楚展示出:在晶體中電子能量不再是單離散能階,也不是完全連續自由粒子譜,而會分裂成允許能帶(allowed bands) 與 禁帶(forbidden bands / band gaps)。這是能帶形成機制的經典示範。

1931 年: Alan Herries Wilson 進一步把能帶觀念系統化,用來解釋金屬、絕緣體與半導體的導電差異,這通常被視為現代 固體能帶理論 與半導體理論的重要奠基。

1932 年: Mulliken 正式引入 “orbital” 一詞,並明確使用 atomic orbital 與 molecular orbital 這些名稱。