Bandaí Fuinnimh i dCrystail

De réir theoiric Neil Bohr ar struchtúr atomaí, baintear aisti go gach atom leibhéal énergie shonraithe thart ar a n-uisceann lár (is féidir tuilleadh eolais a fháil sa chlár “Leibhéal Énergie Atomaí”). Anois, mura bhfuil an t-aonarachas sin ann agus tá dhá nó breis atom in aice lena chéile, ansin athraíonn struchtúr na leibhéal énergie shonraithe seo i struchtúr banda énergie. Seo le rá, áit a raibh leibhéal énergie shonraithe, is féidir banda énergie shonraithe a aimsiú. Is é an chúlra d'aontas banda énergie cosúil leis seo an idirghníomhaíocht idir na hiatomaí, rud a tharla mar gheall ar fórsaí eilectromagntacha idir iad.
Figiúr 1 léireann aontas tréideach de bhanda énergie cosúil leis. Sa chás seo, is féidir band énergie 1 a smaoineamh ar mar a bheadh leibhéal énergie E1 aonarach atoma agus band énergie 2 mar a bheadh leibhéal énergie E2 agus mar sin de.

Is é seo cothroimeach le rá go bhfuil na hoimhreacha níos gaire don uisceann lár na n-iatomaí comhtháthaithe ag cruthú band énergie 1, agus na oimhreacha níos airde ag cruthú banda énergie níos airde.

I ndeireadh na dála, cruthaíonn gach ceann de na banda seo aontas leibhéal énergie a bhfuil spás an-bheag idir iad.

Ón bhfigiúr, is é an t-eolas a léirítear go n-oiriúnach ná go n-ardóidh líon na leibhéal énergie a thiteann i band énergie sonraithe le hárú an band énergie a luaitear, seacht as sin, is é an tríú band énergie níos leata ón daonú darbh éinneach ná an dara band, a bhfuil sé níos leata ná an chéad band. Ar deireadh, is é an spás idir gach ceann de na banda seo a thugtar band forbairt nó gap banda (Figiúr 1). Tá gach oimhréan atá i dtreochán forcruthaithe ag teip a bheith i aon cheann de na banda énergie. Sin le rá, nach bhfuil aon oimhréan le feiceáil i réigiún gap banda énergie.

Cineálacha Banda Énergie

Banda énergie i dtreochán forcruthaithe is féidir leo a bheith den chineál éagsúil. Beidh cuid acu go hiomlán folamh, mar sin, a thiobfaidh siad banda énergie folamha agus beidh cuid eile go hiomlán lán, agus tiocfaidh siad banda énergie lán. Ginearálta, beidh banda énergie lán ag aistriú leibhéal énergie íseal a bheith níos gaire don uisceann lár an atoma agus gan aon oimhréan saor, rud a chiallaíonn nach mbaineann siad le conduction. Tá an-dán eile de bhanda énergie ann, is féidir a bheith lán agus folamh ag an am céanna, agus a thiobfaidh siad banda énergie meascánach.
Ach i réimse na heolaíochta electrice, is iad an dá band énergie atá an-chruinn agus tábhachtach. Is iad seo

Band Valence

Tá an band énergie seo a chomhdháil le oimhreacha valence (oimhreacha i dtreor an iarthar an atoma) agus is féidir a bheith go hiomlán nó go páirteach lán. Ag teaspainn an tigh, is é seo an band énergie is airde a chomhdháil le oimhreacha.

Band Conduction

An band énergie is íseal a bhfuil aon oimhréan saor ann ag teaspainn an tigh, cuireann sé ainm band conduction air. Tá an band énergie seo a chomhdháil le oimhreacha saor ó fórsa tarthála uisceann lár an atoma.
Ginearálta, is é band valence band le énergie íseal i gcomparáid le band conduction agus is é a aimsítear faoi bhanda conduction sa diagram band énergie (Figiúr 2). Tá oimhreacha sa band valence lasmuigh den uisceann lár an atoma agus téann siad chuig band conduction nuair a chuirtear an treochán ar an modh (ar nós, téarmaile).

Tábhacht Banda Énergie

Tá ar eolas go bhfuil conduction trí mhateriail brúite ag oimhreacha saor atá iontu. Is féidir an eolas seo a athstáil i theoiric band énergie mar “na oimhreacha atá sa band conduction amháin a chuirfidh isteach sa chonduction mechanism”. Mar thoradh, is féidir a mheastachán i gcineálacha éagsúla trí bhfeiceáil a diagram band énergie.
Mar shampla, más é an diagram band énergie a léiríonn meascadh suntasach idir band valence agus band conduction (Figiúr 3a), ansin, is é sin go bhfuil oimhreacha saor go leor inti, mar sin, is féidir é a chur san ábhar is fearr conductor leictreachas, seacht as sin, metal.

Ar an láimh eile, má tá an band énergie diagram ina bhfuil gabháil mór idir band valence agus band conduction (Figiúr 3b), ansin, is é sin go gcaithfear a mheastachán leis an mhalartach a chur ar an mhalartach chun band conduction a lán. I roinnt cás, d'fhéadfadh sé seo a bheith cruinn nó fiú prácticiúil gan a bheith in ann. D'fhágfadh sé sin band conduction gan oimhreacha, mar sin, ní dhéanfaidh an t-ábhar conduction. Mar thoradh, is é an t-ábhar cosúil leis seo a thiobfaidh insulators.
Anois, a deireadh, má tá an t-ábhar againn a léiríonn scuailte beag idir band valence agus band conduction mar a léirítear i Figiúr 3c. Ina chás, is féidir oimhreacha sa band valence a chur sna band conduction trí bhforbairt beag a chur ar an mhalartach. Is é sin, cé go bhfuil an t-ábhar go hiondúil insulators, is féidir a chur i gcoinne a dhéanamh conduction trí bhforbairt extern. Mar thoradh, tiocfaidh an t-ábhar cosúil leis seo a thiobfaidh semiconductors.

Déanaimis cinnte go mbeidh muid ag tabhairt meas do na húrscéalta bunúsacha, agus is féidir a roinnt, má tá míshuimiú déantar teagmháil leis an suíomh chun é a scrios.