Valenční a vodivé pásma - Valence and conduction bands - Wikipedia

Tento článek obsahuje seznam obecných Reference, ale zůstává z velké části neověřený, protože postrádá dostatečné odpovídající vložené citace. Prosím pomozte zlepšit tento článek představuji přesnější citace. (Červen 2015) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Plnění elektronických stavů do různých druhů materiálů na rovnováha. Tady, výška je energie, zatímco šířka je hustota dostupných stavů pro určitou energii v uvedeném materiálu. Stín sleduje Distribuce Fermi – Dirac (Černá = všechny státy vyplněny, bílý = žádný stav není vyplněn). v kovy a semimetals the Fermiho úroveň E_F leží uvnitř alespoň jednoho pásma. v izolátory a polovodiče úroveň Fermi je uvnitř a mezera v pásmu; v polovodičích jsou však pásma dostatečně blízko k úrovni Fermiho tepelně osídlené s elektrony nebo díry.

Upravit

v fyzika pevných látek, valenční pásmo a vodivé pásmo jsou kapel nejblíže k Fermiho úroveň a tak určit elektrická vodivost pevné látky. V nekovech je valenční pásmo nejvyšším rozsahem elektron energie ve kterém jsou elektrony normálně přítomny v absolutní nula teplota, zatímco vodivé pásmo je nejnižší rozsah prázdného elektronické stavy. Na grafu elektronická struktura pásma materiálu, valenční pásmo je 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 obě pásma oddělena a mezera v pásmu, zatímco v semimetals pásma se překrývají. Pásová mezera je energetický rozsah v pevné látce, kde kvůli ní nemohou existovat žádné stavy elektronů kvantování energie. Elektrická vodivost nekovů je určena citlivostí excitovaných elektronů z valenčního pásma do vodivého pásma.

Elektrická vodivost

Struktura polovodičového pásma
Vidět elektrické vedení a polovodič pro podrobnější popis struktury pásma.

V pevných látkách schopnost elektronů působit jako přepravci poplatků závisí na dostupnosti volných elektronických stavů. To umožňuje elektronům zvýšit jejich energii (tj. urychlit ) když elektrické pole je použito. Podobně otvory (prázdné stavy) v téměř naplněném valenčním pásmu také umožňují vodivost.

Jako takový elektrická vodivost pevné látky závisí na její schopnosti proudit elektrony z valence do vodivého pásma. Proto je v případě polokovu s oblastí překrytí elektrická vodivost vysoká. Pokud je malá pásmová mezera (např_G), pak je tok elektronů z valenčního do vodivého pásma možný pouze tehdy, je-li dodávána vnější energie (tepelná atd.); tyto skupiny s malým E_G jsou nazývány polovodiče. Pokud je E_G je dostatečně vysoký, pak se tok elektronů z valenčního do vodivého pásma za normálních podmínek stává zanedbatelným; 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 otvor nechali za sebou ve valenčním pásmu. Díra je prázdný stav, který umožňuje elektronům ve valenčním pásmu určitý stupeň volnosti.

Viz také

• Elektrické vedení Další informace 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.

externí odkazy

• Energetická kalkulačka s přímým odstupem