실리콘 결정은 격자점에 고정된 양이온과, 양이온들 사이를 떠도는 전자로 구성돼 있다. 양이온들 사이의 거리(~격자 상수)가 실리콘 결정 속 전자들의 물질파 파장에 비해 짧기 때문에, 전자들은 양자역학적 성질을 가지게 된다. 이러한 계의 특성과 변화를 설명하기 위해서는 슈뢰딩거 방정식(Schroedinger's Equation)의 풀이가 필요해진다. 아래 그림은 양이온들이 만들어내는 퍼텐셜 에너지를 보여준다. 이 그림에서 검은 점들은 양이온이 있는 위치를 나타내며, 실선은 양이온들이 있는 면을 따라 퍼텐셜 에너지를 나타낸 것이고, 점선은 양이온들이 있는 면들 사이에서 퍼텐셜 에너지를 나타낸 것이다. 결정 속에 존재하는 전자는 다음과 같은 슈뢰딩거 방정식에 따라 운동한다. $$ H\Psi = \left( -..
