Valenční a vodivá pásma - Valence and conduction bands
V pevných látkách je valence pásmo a pásmo vodivosti jsou pásy nejblíže k Fermiho , a tak určit elektrické vodivosti pevné látky. V nekovech je valenční pásmo nejvyšším rozsahem protonových energií, ve kterých jsou elektrony normálně přítomny při absolutní nulové teplotě, zatímco vodivé pásmo je nejnižší rozsah prázdných elektronických stavů . Na grafu struktury elektronového pásma materiálu je valenční pásmo umístěno pod úrovní Fermiho, zatímco vodivé pásmo je umístěno nad ním.
Rozdíl mezi valenčními a vodivými pásmy nemá u kovů smysl, protože vedení se vyskytuje v jednom nebo více částečně vyplněných pásmech, které přebírají vlastnosti valenčních i vodivých pásem.
Mezera v pásmu
V polovodičích a izolátorech jsou dvě pásma oddělena mezerou v pásmu , zatímco v semimetálech se pásma překrývají. Pásová mezera je energetický rozsah v pevné látce, kde kvůli kvantizaci energie nemohou existovat žádné stavy elektronů . Elektrická vodivost nekovů je určena citlivostí excitovaných elektronů z valenčního pásma do vodivého pásma.
Elektrická vodivost
Polovodičová struktura pásma Podrobnější popis struktury pásma
najdete v části elektrické vedení a polovodiče .
V pevných látkách závisí schopnost elektronů působit jako nosiče náboje na dostupnosti prázdných elektronických stavů. To umožňuje elektronům zvýšit jejich energii (tj. Zrychlit ), když je aplikováno elektrické pole . Podobně otvory (prázdné stavy) v téměř naplněném valenčním pásmu také umožňují vodivost.
Elektrická vodivost pevné látky jako takové závisí na její schopnosti proudit elektrony z valence do vodivého pásma. Proto je v případě polokovu s překrývající se oblastí elektrická vodivost vysoká. Je-li malá skupina mezera (E g ), pak je tok elektronů z Valence do pásma vodivosti je možné pouze tehdy, je-li zadán vnější energie (tepelné, atd.); Tyto skupiny s malým E g se nazývají polovodiče . V případě, že E g je dostatečně vysoký, pak je tok elektronů z Valence do pásma vodivosti zanedbatelný za normálních podmínek; tyto skupiny se nazývají izolátory .
U polovodičů však existuje určitá vodivost. Je to způsobeno tepelným buzením - některé elektrony získají dostatek energie, aby najednou překonaly mezeru v pásmu. Jakmile jsou ve vodivém pásmu, mohou vést elektřinu, stejně jako díra, kterou po sobě zanechali ve valenčním pásmu. Díra je prázdný stav, který umožňuje elektronům ve valenčním pásmu určitý stupeň volnosti.
Viz také
- Elektrické vedení pro více informací o vedení v pevných látkách a další popis struktury pásma.
- Fermiho moře
- Polovodič pro úplné vysvětlení pásové struktury materiálů.
- HOMO / LUMO
- Valleytronics
Reference
- „Chembio“ .
- „Hyperfyzika“ .
- Kittel, Charles (2005). Úvod do fyziky pevných látek . Wiley. ISBN 0-471-41526-X.