能带交叠

设想两段并排的楼梯，一段到顶、下一段起步。通常情况下，前一段的顶端低于后一段的底端，中间留出一道清晰的、需要跳过去的间隙。但如果这两段楼梯被倾斜得使得下面那段的顶端比上面那段的底端还要高，它们的台阶就会在一段范围内共用相同的高度。当能带做出这种事时，它们就交叠了。

能带交叠发生在一条能带的顶端升得比下一条能带的底端还要高的时候，于是两条能带共用了一段能量，而不再被一道带隙隔开。一旦如此，本来恰好会把下面那条能带填满的电子，就会溢出去、把上面那条也填上一部分，结果两条能带都只被部分填满。这就造成了空态紧挨着被占据态——而这恰恰正是导电所需的条件。

能带交叠之所以重要，是因为它是那个漏洞，能把单凭计数本该是绝缘体的材料变成金属。像镁、钙、锌这样的二价金属，电子数恰好够把一条能带填满，却正是靠能带交叠才导电，而且导电良好（镁的电导率与铜同一数量级）。诚实的提醒是：对于铋、锑、砷、石墨这类真正的半金属，能带交叠通常很小，所以它们虽然导电，却远比铜这种顶部能带空出一大半的良导体要弱得多。