El número de estados electrónicos disponibles por intervalo de energía en un material.La densidad de estados (DOS) es una cantidad fundamental en la física del estado sólido que cuenta cuántos estados electrónicos están disponibles en cada nivel de energía. Es una función que presenta picos donde existen muchos estados (por ejemplo, en bandas planas) y se anula en los huecos de banda. La DOS determina cuántos electrones pueden ocupar un rango de energía dado e influye directamente en el comportamiento eléctrico, térmico y óptico de un material.
En un cristal, los electrones ocupan bandas de energía discretas. La DOS se calcula contando, para cada energía E, el número de estados cuánticos con energía entre E y E+dE. Depende de la relación de dispersión (cómo varía la energía con el momento). Por ejemplo, en un gas de electrones bidimensional, la DOS es constante por unidad de área, mientras que en una dimensión presenta picos agudos llamados singularidades de van Hove.
La DOS es esencial para interpretar la espectroscopía de efecto túnel de barrido, diseñar materiales termoeléctricos y predecir el rendimiento de transistores y láseres de pozos cuánticos.
En el grafeno, la densidad de estados se anula linealmente en el punto de Dirac, lo que lo convierte en un semiconductor de gap cero con un comportamiento electrónico inusual.
| \Gamma_{i\to f} | variable | Transition rate from initial state i to final state f — transition rate per second |
| \psi_i | variable | Initial quantum state — función de onda |
| \psi_f | variable | Final quantum state — función de onda |
| H' | variable | Perturbation Hamiltonian — perturbation hamiltonian joule |
| \rho(E_f) | variable | Density of final states at energy E_f — densidad de estados per joule |
| \hbar | constante | Reduced Planck constant, relating energy to angular frequency — constante de Planck reducida = 1.054571817e-34 joule second |
| \langle \psi_f | H' | operador | Matrix element of the perturbation between initial and final states — elemento de matriz |
| J | variable | joint density of states — densidad de estados per joule per cubic metre |
| E | variable | photon energy — energía joule |
| E_c | variable | conduction band energy — energía joule |
| E_v | variable | valence band energy — energía joule |
| \mathbf{k} | variable | crystal momentum — vector de onda per metre |
| \int_{\text{BZ}} d^3 | operador | integration over the first Brillouin zone — integral over brillouin zone |
| \delta | operador | selects states satisfying energy conservation — dirac delta function |
| g(ω) | variable | vibrational density of states — densidad de estados second per radian |
| ω | variable | angular frequency — frecuencia angular radian per second |
| T | variable | temperature — temperatura kelvin |
| ħ | constante | Reduced Planck constant, quantum of angular momentum — constante de Planck reducida = 1.054571817e-34 joule second |
| k | constante | Relates energy to temperature in statistical mechanics — constante de Boltzmann = 1.380649e-23 joule per kelvin |
