Hvor energiband dannes?

1. Isolerede atomer:

* I et isoleret atom optager elektroner specifikke energiniveauer repræsenteret af diskrete energiniveauer. Disse niveauer er kvantiseret, hvilket betyder, at elektroner kun kan eksistere ved disse specifikke energiforhold.

* Hvert energiniveau svarer til et specifikt atomisk orbital, som S, P, D og F orbitaler.

2. At bringe atomer sammen:

* Da atomer bringes tættere sammen for at danne et fast stof, begynder deres elektronskyer at interagere (overlapper) med hinanden.

* Denne interaktion får de diskrete energiniveauer for individuelle atomer til at opdele i en række tæt placerede energiniveau.

3. Dannelse af energibånd:

* Opdelingen af ​​energiniveauet bliver mere markant, når afstanden mellem atomer falder.

* De tæt placerede energiniveauer udgør et kontinuerligt bånd af tilladte energiniveauer kaldet et energibånd .

* Antallet af energiniveau i et bånd er lig med antallet af atomer i det faste stof.

4. Typer af energibånd:

* Valence Band: Dette bånd er dannet af de yderste besatte energiniveauer for atomerne. Det er generelt fyldt med elektroner ved lave temperaturer.

* ledningsbånd: Dette bånd er dannet af de højere energiniveau, som oprindeligt er tomme ved lave temperaturer. Elektroner i ledningsbåndet kan bevæge sig frit og bidrage til elektrisk ledningsevne.

* Forbidden Band (Band Gap): Dette er energiområdet mellem valens- og ledningsbåndene, hvor der ikke er tilladt elektrontilstande. Dens bredde bestemmer, om materialet er en leder, isolator eller halvleder.

5. Udfyldning af energibånd:

* Udfyldningen af ​​energibånd afhænger af antallet af valenselektroner i atomerne og størrelsen på båndgabet.

* Ledere har et meget lille eller nul båndgap, der giver elektroner let mulighed for at hoppe fra valensen til ledningsbåndet.

* Isolatorer har et stort båndgap, hvilket gør det vanskeligt for elektroner at flytte til ledningsbåndet.

* Halvledere har et moderat båndgap, der giver nogle elektroner mulighed for at flytte til ledningsbåndet under visse betingelser (temperatur, doping).

Kortfattet:

Interaktionen mellem atomiske orbitaler, når atomer mødes for at danne et solidt, fører til opdeling af diskrete energiniveauer i kontinuerlige energibånd. Dannelsen af ​​energibånd er grundlæggende for at forstå den elektriske ledningsevne og andre egenskaber ved faste stoffer.