WikiDer > Валентность и зоны проводимости - Википедия

Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Июнь 2015 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Заполнение электронных состояний в различных типах материалов при равновесие. Здесь высота - это энергия, а ширина - это плотность доступных состояний для определенной энергии в указанном материале. Тень следует за Распределение Ферми – Дирака (чернить = все состояния заполнены, белый = состояние не заполнено). В металлы и полуметаллы то Уровень Ферми E_F лежит внутри хотя бы одной полосы. В изоляторы и полупроводники уровень Ферми находится внутри запрещенная зона; однако в полупроводниках зоны достаточно близки к уровню Ферми, чтобы термически заселенный с электронами или дыры.

редактировать

В физика твердого тела, то валентная полоса и зона проводимости являются группы ближе всего к Уровень Ферми и таким образом определить электрическая проводимость твердого тела. В неметаллах валентная зона - это самый высокий диапазон электрон энергии в котором электроны обычно присутствуют на абсолютный ноль температура, в то время как зона проводимости - это самая нижняя область вакантных электронные состояния. На графике электронная зонная структура В материале валентная зона расположена ниже уровня Ферми, а зона проводимости - над ним.

Различие между валентной зоной и зоной проводимости не имеет смысла в металлах, потому что проводимость происходит в одной или нескольких частично заполненных зонах, которые приобретают свойства как валентной зоны, так и зоны проводимости.

Ширина запрещенной зоны

В полупроводниках и изоляторах две зоны разделены запрещенная зона, пока в полуметаллы полосы перекрываются. Запрещенная зона - это диапазон энергий в твердом теле, в котором не могут существовать электронные состояния из-за квантование энергии. Электропроводность неметаллов определяется восприимчивостью электронов к возбуждению из валентной зоны в зону проводимости.

Электрическая проводимость

Полупроводниковая зонная структура
Видеть электрическая проводимость и полупроводник для более подробного описания ленточной структуры.

В твердых телах способность электронов действовать как носители заряда зависит от наличия свободных электронных состояний. Это позволяет электронам увеличивать свою энергию (т.е. ускоряться) когда электрическое поле применяется. Точно так же дырки (пустые состояния) в почти заполненной валентной зоне также учитывают проводимость.

Таким образом, электрическая проводимость твердого тела зависит от его способности перемещать электроны из валентной зоны в зону проводимости. Следовательно, в случае полуметалла с областью перекрытия электрическая проводимость высока. Если есть небольшая запрещенная зона (E_грамм), то перетекание электронов из валентной зоны в зону проводимости возможно только при подаче внешней энергии (тепловой и т. д.); эти группы с малыми E_грамм называются полупроводники. Если E_грамм достаточно высока, то поток электронов из валентной зоны в зону проводимости становится незначительным при нормальных условиях; эти группы называются изоляторы.

Однако в полупроводниках присутствует некоторая проводимость. Это происходит из-за теплового возбуждения - некоторые электроны получают достаточно энергии, чтобы перепрыгнуть запрещенную зону за один раз. Попав в зону проводимости, они могут проводить электричество, как и дыра они остались в валентной полосе. Дырка - это пустое состояние, которое позволяет электронам в валентной зоне некоторую степень свободы.

Смотрите также

• Электрическая проводимость для получения дополнительной информации о проводимости в твердых телах и другого описания зонной структуры.
• Море Ферми
• Полупроводник для полного объяснения зонной структуры материалов.
• HOMO / LUMO
• Valleytronics

Рекомендации

• "Чембио".
• «Гиперфизика».
• Киттель, Чарльз (2005). Введение в физику твердого тела. Вайли. ISBN 0-471-41526-X.

внешняя ссылка

• Калькулятор энергии прямой запрещенной зоны