电子结构是宏观量，态密度是微观量，所以电子结构不适合解释纳米粒子尺寸变化引起的特性，而应该用态密度来解释。

原则上讲，态密度可以作为能带结构的一个可视化结果。很多分析和能带的分析结果可以一一对应，很多术语也和能带分析相通。但是因为它更直观，因此在结果讨论中用得比能带分析更广泛一些。

外文名

density of electronic states

属性

固体物理概念

赝能隙

pseudogap

性质

态密度

简介

电子态密度的定义是：在电子能级为准连续分布的情况下，单位能量间隔内的电子态数目。若用△Z表示能量在E与E+△E间隔内的电子态数目，则能态密度函数的定义为 N(E）。如果在k空间中作出等能面，即E(k)~常数，那么在等能面E(k)=E和E(k)=E+△E之间的状态的数目就是△Z。（式子1）

由于状态在h空间分布是均匀的，密度为，△Z可以表示为（式子2）式中V为晶体体积，ds为k空间中体积元，积分对等能面进行，dk为两等能面间的垂直距离。△E可以表示为（式子3）是沿法线方向能量的改变率，代入式(2)和(1)，并考虑到电子自旋，最后可能 N(E)= (式子4) 由上式可知，在相应于 为零的点的能量附近，态 密度会显示出结构。这些由于晶体的对称性和周期性而必定存在的点，称为范霍甫奇点。在范霍甫奇点处的那些态的能量，可通过光学或X射线方法测量确定。

能态密度与能带结构密切相关，是一个重要的基本函数。固体的许多特性，如电子比热、光和X射线的 吸收和发射等，都与能态密度有关。

简要特点

1）在整个能量区间之内分布较为平均、没有局域尖峰的DOS，对应的是类sp带，表明电子的非局域化性质很强。相反，对于一般的过渡金属而言，d轨道的DOS一般是一个很大的尖峰，说明d电子相对比较局域，相应的能带也比较窄。

2）从DOS图也可分析能隙特性：若费米能级处于DOS值为零的区间中，说明该体系是半导体或绝缘体；若有分波DOS跨过费米能级，则该体系是金属。此外，可以画出分波（PDOS）和局域（LDOS）两种态密度，更加细致的研究在各点处的分波成键情况。

3）从DOS图中还可引入"赝能隙"（pseudogap）的概念。也即在费米能级两侧分别有两个尖峰。而两个尖峰之间的DOS并不为零。赝能隙直接反映了该体系成键的共价性的强弱：越宽，说明共价性越强。如果分析的是局域态密度（LDOS），那么赝能隙反映的则是相邻两个原子成键的强弱：赝能隙越宽，说明两个原子成键越强。上述分析的理论基础可从紧束缚理论出发得到解释：实际上，可以认为赝能隙的宽度直接和Hamiltonian矩阵的非对角元相关，彼此间成单调递增的函数关系。

4）对于自旋极化的体系，与能带分析类似，也应该将majority spin和minority spin分别画出，若费米能级与majority的DOS相交而处于minority的DOS的能隙之中，可以说明该体系的自旋极化。

5）考虑LDOS，如果相邻原子的LDOS在同一个能量上同时出现了尖峰，则我们将其称之为杂化峰（hybridized peak），这个概念直观地向我们展示了相邻原子之间的作用强弱。