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处在晶体里的电子都不是完全自由的。在原子核的作用下，电子们会“扎堆”形成一条条所谓的“能带”。能带中都包含很多电子。每条能带里面最多包含的电子数量也是固定的。
能带是有能量的，每条能带的能量不同。电子在晶体中会想要去能量低的状态，所以往往会先“占据”能量最低的能带。如果能量最低的能带被填满了，那么剩余的电子就会进入能量稍高些的能带。所以能量较低的几条能带都是填满的，但是能量最高的一条能带有可能填满也有可能填不满。这也就是低温情况下的费米分布。
这些和导电性又有什么关系呢？实际上，填满的能带，也叫满带，有一个很神奇的性质：受到外电场时，能带中电子的运动会相互抵消，宏观表现就是在外电场中没有电流。而半满的能带中，电子在外电场中的运动则不会被完全抵消，宏观表现就是可以导电。
在固体物理中，金属实际上就是有半满能带的晶体，绝缘体则是能带全部被电子填满的晶体。而即使在金属中，对导电有贡献的也只是最上方的能带，下方的低能能带中的电子是不会传导电流的。
但是我们的讨论还没有结束。如果某种晶体中只有填满的能带，但是能量最高的满带和上方能带的能量差（即所谓的“带隙”）较低，只有 [公式] 左右或者更小。那么最上方的满带电子就很容易被激发到它上方的能带中，形成半满的能带，就可以导电了。也就是说，这种晶体平时不能导电，但是受到一些刺激之后就可以了。这也就是我们所说的半导体。
金属导电原理 电流是电子的定向流动，这就像水流是水的定向流动一样。这叫人联想到一个常用的中国词"流通"，通则流，不通则不流。水流不是因为该物体内有水(桶里的水，池塘里的水就不能形成水流)。除了压力差之外还必须得"通"——必须得有让水定向通过的空间(如渠道、管道等)；电流不是因为该物体内的电子有自由，除了电压差之外还必须得"通"——必须得有让电子定向通过的空间。
那么，是什么使得物体能够导电？——是该物体内原子间有电子的通路。前提条件是：该物体价和电子数量较少并且运转不够饱满（在平面运转，没能形成饱满的球状），在价和电子运转的同时，存在着能让外电子窜入的间隙和时机；存在着能让电子在其间穿越运动的空位，我们把原子外层所呈现的这种空位叫做电子空位。电子空位是电子流动的通路，有了这样的通路，外来的电子才能在其间运动，形成电子的流动——电流。
导电原理是： 某物质的原子的价电子较少，外电子层不饱满，或速率很低，存在着电子空位，在电压的作用下外来的电子进入电子空位，电子在电子空位间换位移动，形成电流。
有了电子空位，外来电子才能进入，才能在物质内定向运动形成电流。导体、半导体、液体导电都是如此，超导原理也是如此。
电子空位是由价和电子的数量、速率及线路所决定。金属原子外层电子较少，组合成结构元之后，每个原子的外层仅有一、二个价和运转围绕，原子的外层仍存在较多的电子空位，能容外来电子进入、移动，因而易于导电。
在绝缘体内，因原子的价电子多，多个价和运转包围着一个原子，使原子的外电子层趋近饱和，没有电子空位(或很少)，不能容外界电子进入，因而不能导电。
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