Mga Bandang Enerhiya sa mga Kristal

Sumala sa teorya ni Neil Bohr tungod sa struktura sa atom, tanang mga atom adunay diskretong mga lebel sa enerhiya sa ilang sentral nga nucleus (mas daghan mahitabo aning makita sa artikulo “Atomic Energy Levels”). Kini nga konsidera ang kasinatian diin duha o mas daghan pa ka mga atom gitaposan gikan sa usa ka sama. Sa kini nga kaso, ang struktura sa ilang diskretong mga lebel sa enerhiya giulohan ngadto sa struktura sa banda sa enerhiya. Ang nagpasabot, sa lugar sa diskretong mga lebel sa enerhiya, makita ang diskretong mga banda sa enerhiya. Ang rason sa pagkamugna niining mga banda sa enerhiya sa kristal mao ang mutual nga interaksiyon sa mga atom, resulta sa elektromagnetikong pwersa nga nagpuyo sa ilaha.
Lihok 1 nagpakita og tipikal nga pagkakaron sa mga banda sa enerhiya. Ania ang banda sa enerhiya 1 mapahimutang isip analogo sa lebel sa enerhiya E1 sa isolado nga atom ug ang banda sa enerhiya 2 sa lebel sa E2 ug sa sulod.

Kini katumbas sa pagpahayag nga ang mga elektron nga nakaapil sa nucleus sa mga interacting atoms nahimutang sa banda sa enerhiya 1 samtang ang uban sa ilang tibuok orbits resulta sa mas taas nga mga banda sa enerhiya.

Sa tunay, kada banda sa enerhiya adunay daghang mga lebel sa enerhiya nga labi ka dako nga lapitan.

Sumala sa figura, mahimong makita nga ang bilang sa mga lebel sa enerhiya nga mopakita sa partikular nga banda sa enerhiya madugay sa pagtaas sa banda sa enerhiya nga giconsider i.e. ang ikatulong banda sa enerhiya mas lawas kay sa ikaduhang banda nga maoy mas lawas kon paricon sa unang banda. Sunod, ang espasyo sa pagitan sa tanang banda giulohan nga forbidden band o band gap (Lihok 1). Mas pipila, tanang mga elektron nga nakaapil sa kristal gigibahin nga mosulob sa bisan asa sa mga banda sa enerhiya. Kini nga nagpasabot nga ang mga elektron dili makita sa banda sa enerhiya gap region.

Mga Tipo sa Banda sa Enerhiya

Mga banda sa enerhiya sa kristal mahimong magkakaiba-iba. Usa ka pipila mahimong kompleto nga walay mga elektron tungod kay giulohan sila og empty energy bands samtang usa ka pipila mahimong kompleto nga napuno ug giulohan sila og filled energy bands. Kasagaran, ang filled energy bands adunay mas taas nga lebel sa enerhiya nga nakaapil sa nucleus sa atom ug wala'y free electron, nagpasabot nga dili sila makapahimulos sa conduction. Usa pang set sa mga banda sa enerhiya mahimong kombinasyon sa empty ug filled energy bands, giulohan og mixed energy bands.
Nagtumong sa field sa electronics, interesado gyud sa conduction mechanism. Taliwala, duha ka mga banda sa enerhiya adunay dako nga importansya. Kini ang

Valence Band

Kini nga banda sa enerhiya adunay valence electrons (electrons sa tibuok orbit sa atom) ug mahimong kompleto o bahin nga napuno. Sa temperatura sa balay, kini ang pinakataas nga banda sa enerhiya nga adunay elektron.

Conduction Band

Ang pinakataas banda sa enerhiya nga kasagaran walay elektron sa temperatura sa balay giulohan og conduction band. Kini nga banda sa enerhiya adunay mga elektron nga libre gikan sa attractive force sa nucleus sa atom.
Kasagaran, ang valence band adunay mas taas nga lebel sa enerhiya kay sa conduction band ug nakaapil sa ilaha sa diagram sa banda sa enerhiya (Lihok 2). Ang mga elektron sa valence band labi ka dako nga lig-on sa nucleus sa atom ug mogi sa conduction band kon ang materyales excited (say, thermally).

Importansya sa Mga Banda sa Enerhiya

Nahimong alam nga ang conduction sa materyales giulohan lang sa mga libre nga elektron nga nakaapil sa materyales. Kini nga faktor mahimo usab isulti batas sa teorya sa banda sa enerhiya nga “ang mga elektron sa conduction band ang nagtumong sa conduction mechanism”. Taliwala, mahimo nga iclassify ang materyales sa iba’t ibang kategoriya sa pagtan-aw sa ilang diagram sa banda sa enerhiya.
Pangutana, say, ang diagram sa banda sa enerhiya nagpakita og considerable overlapping sa pagitan sa valence ug conduction bands (Lihok 3a), Kini nagpasabot nga ang materyales adunay abundant nga libre nga elektron, tungod kay mahimong ituman nga maayo nga conductor sa kuryente i.e. metal.

Sa uban kanto, kon adunay banda sa enerhiya nga diagram nga adunay dako nga gap sa pagitan sa valence ug conduction bands (Lihok 3b), kini nagpasabot nga kinahanglan nga hatagan ang materyales og dako nga enerhiya aron makakuha og filled conduction band. Kon bisan unsa, kini mahimong lisod o bisan unsa nga praktikal nga dili posible. Kini nga mogwati sa conduction band nga walay elektron tungod kay ang materyales dili makapahimulos. Taliwala, kini nga materyales giulohan og insulators.
Ngay, atiman nga adunay materyales nga nagpakita og slight separation sa pagitan sa valence ug conduction bands sama sa Lihok 3c. Sa kini nga kaso, mahimo nga igi sa mga elektron sa valence band sa conduction band sa paghatag sa slight amount sa enerhiya. Kini nagpasabot nga bisan ang materyales kasagaran insulators, mahimo silang convert sa conductors sa pag-excite sa materyales externally. Taliwala, kini nga materyales giulohan og semiconductors.

Pahayag: Respetar ang original, maayo ang mga artikulo nga gipangandoy isulti, kon adunay infringement palihog kontak delete.