1、 金属绝缘体转变在一定条件下，金属和绝缘体可以相互转变一、 纳米金属的量子尺寸效应对于宏观大小的晶体， 电子的能级是准连续的 根据自由电子论，在费米面附近电子的能态密度为N E 费米能： E 3p 2n 2 /32 /32 /3F0F0实验发现，在足够高的压强下，许多非导体材料可以实现价带与导带的重叠，而表现出金属导电性的 特征，材料的电阻率可降低几个数量级，同时电阻率 的温度系数也由负值变为正值，材料也呈现出典型的 金属光泽例如：在33 GPa下可使Xe的5d能带与6s能带的发生重 叠，实现金属化转变这种与能带是否交叠相对应的金属绝缘体转变 称为Wilson转变 Peierls转变设有一一维单原子晶体，原胞大小为a ，每个原子 中只有一个价电子根据能带论，此晶体为金属导体， 其导带刚好填充了一半，费米波矢为kF=p/2a如相邻原子发生一小位移，这时，原胞大小就从a 变为2a ，每个原胞中有两个原子相应的布里渊区边界 从p/a移到p/2a ，恰好落在费米面上由于电子能量在布里渊区边界时发生突变，即有能 隙存在， 使得电子系统的能量降低这种由于原子的位移畸变，导致能带分裂，使电子在能带中的填充情况发生变化，从导带变成满带， 从而由金属变为绝缘体。
这种转变称为Peierls转变0 空带EF满带对于能带不是填充半满的情况，设费米波矢为kF ， 那么当位移后的晶格常数为a=p/kF 时，将从金属转变为 绝缘体如a/a为有理数时，称为公度转变；若为无理数 时，则称为无公度转变 在链状固体或片状固体中已观 察到Peierls转变例：Methylethylmorphorlinium tetracyanoquinodimethanide （有机导体） 在335 K发生Peierls转变Mott转变考虑一个由其价电子只有一个ns 电子的原子（如 Na）所结合成的晶体根据能带理论，其价电子能 带是半满的， 因此晶体为金属导体设想保持晶体结构不变，使原子间距不断增大， 能带逐渐变窄当晶格常数很大，晶格中原子间的相互作用可以忽 略时， ns能带就退化为孤立原子的ns能级而在孤立原 子极限下，每个原子都是电中性的， 电子被束缚在原子 周围，是相当局域化的这时， 在一个原子周围同时找到两个ns 电子的几率为零，因此不可能呈现金属化的导电性但根据能带理论，其价电子能带仍然是半满的， 仍 应呈现金属导电性这显然是与实际情况相违背的在窄能带情况下，原有的能带模型已不适用。
在窄能带情况下，一个原子同时有两个ns 电子时所 具有的能量状态显然要高于只有一个ns 电子时的能量 由于两电子间的库仑排斥作用，两电子间有正的关联能 U（也称为Hubbard能）当原子间距逐渐减小时，原子能级展宽为能带，分别称为下Hubbard带和上Hubbard带当相邻原子的电子波函数重叠很少时，能带宽度很窄，这时上、 下Hubbard带是分离的， 下Hubbard带是 满带，而上Hubbard带是空带，出现出绝缘体的特性当相邻原子足够接近时，上、 下Hubbard带发生重叠， 两个能带都是部分填充的， 呈现出金属的导带特性这种由上、 下Hubbard带所引起的金属绝缘体 转变称为Mott转变e0 +U1/re0Anderson转变在无序系统中，电子的运动除了扩展态外，还存 在定域态这些定域态出现在能带底以下和能带顶以 上的带尾区域在能带的中间区域的电子态为扩展态， 它们之间的分界称为迁移率边对于无序系统的短自由程情况，在讨论电导问题时，Boltzmann方程不再适用，而要用Kubo GreenWood公式可以证明，系统的总电导主要来自费米 面附近电子的贡献，当EF位于扩展态区域，材料表现 出金属的导电特性；当EF位于定域态区域，材料呈现 出非金属性质。
在有限温度下，当EF位于定域态区域时，导电率也并不为零可借助声子的作用（热激发）， 实 现电子在不同定域态之间的转移，导电率随温度升 高而升高，电阻的温度系数为负值这种情况称为 费米玻璃若改变条件，如改变电子浓度，使EF处在能带中 的位置不同； 或改变无序度，使迁移率边的位置移动， 从而使EF移出 （或移入） 扩展态区域， 材料的导电特 性将变为非金属性（或金属性） 这种金属绝缘体 转变称为Anderson转变晶格的周期性晶格 等同点系 空间点阵 格点 （或阵点）基元：一个格点所代表的物理实体格矢：Rl l1a1+l2a2+l3a3基矢：a1 ， a2 ， a3原胞：1. 空间点阵原胞：空间点阵中最小的重复单元，只含 有一个格点，对于同一空间点阵，原胞的体积相等a 1 2 3任取一点 数学抽象v a a a晶格原胞：晶格最小的重复单元 WignerSeitz原胞：由各格矢的垂直平分面所围成的 包含原点在内的最小封闭体积晶格的分类：简单晶格：每个晶格原胞中只含有一个原子，即晶格中所有原子在化学、物理和几何环境完全等同（如： Na 、Cu 、Al等晶格） 复式晶格： 每个晶格原胞中含有两个或两个以上的原子，即晶格中有两种或两种以上的等同原子（或离子） 。
如： Zn 、Mg、金刚石、NaCl等晶格。