Bândi ta' l-Energija f'l-Kristali

Skont il-teorija ta' Neil Bohr dwar is-silġ tal-atom, saret fihom l-atom kollha b'livelli ta' enerġija diskreti ġejjin mill-nukleju centrali (aktar dwar dan tista' tkun tista' tinsab fil-artiklu “Livelli ta' Enerġija Atomika”). Ara sittwa li fiha żewġ jew aktar atomi huma qrib minn xulxin. F'dan il-każ, is-silġ tal-livelli tagħhom ta' enerġija diskreti se jkun jiġi trasformat fit-tiswil tas-silġ ta' bandi ta' enerġija. Taniex, f'dan il-post ta' livelli ta' enerġija diskreti, tista' tintlaq bandi ta' enerġija diskreti. Il-każ li jaħdem dan il-bandi ta' enerġija fil-kristalli huwa l-interazzjoni mutwa mill-atomi stess, li hija riżultat tal-forzi elettromagnetici li jagħmlu bejnhom.
Il-Figura 1 turi tiswil tipiku ta' dawn il-bandi ta' enerġija. Hawn, il-band ta' enerġija 1 tista' tinkiteb biex ikun analoġu mal-livell ta' enerġija E1 ta' atom isolat u l-band ta' enerġija 2 mal-livell E2 u cosi barra.

Dan huwa ekwivalent għal li nqegħdu li l-elettroni qrib il-nukleju tal-atomi interattivi jissostanaw il-band ta' enerġija 1, waqt illi dawk fl-orbiti esterni ta' xulxin huma lill-bandi ta' enerġija infsigha.

F'realtà, kull band minnhom jissostan livelli ta' enerġija multipli li huma ħafna qrib minn xulxin.

Minn il-figura, huwa evidenti li s-silġ tal-livelli ta' enerġija li japparu f'band ta' enerġija partikulari jzid meta tzid il-band ta' enerġija li jkun magħmul iżda, it-tielet band ta' enerġija huwa ampij minn is-silġ ta' tnejn, li huwa ampij minn id-drittijja. Wara, is-spazju bejn kull band minnhom hija miftuħ u jgħallim band gap (Figura 1). L-iżda, kull elettron prezent fil-kristall jgħaddeġ li jkun prezent f'band ta' enerġija xi wahda. Dan ifisser li l-elettronijiet ma jistgħux jintluw fil-band gap ta' enerġija.

Tipi ta' Banda ta' Enerġija

Banda ta' enerġija fil-kristall jistgħu jkunu ta' tipi differenti. Xi wħud minnhom se jkunu tmintax mhux mogħti, li għalhekk jgħamlu banda ta' enerġija vojta, waqt li xi oħrajn se jkunu mogħti affarran u jgħamlu banda ta' enerġija mogħta. Solitament, il-banda ta' enerġija mogħta huma l-livelli ta' enerġija l-akbar li jkunu qrib il-nukleju tal-atom u ma jkunux għandhom elettronijiet liberi, li ifisser li ma jistgħux jaffordjaw lil konduzzjoni. Jinkulu b'xi banda oħra ta' enerġija li jistgħu jkunu mixta ta' banda ta' enerġija vojt u mogħta, li jsoknu banda ta' enerġija mixta.
L-ebda fis-silġ tal-elettronika, huwa interessant speċjalment fil-mekkanismu ta' konduzzjoni. Għalhekk, hawn, żewġ banda ta' enerġija jgħoddu importanti ħafna. Dawn huma

Banda ta' Valenza

Dan il-band ta' enerġija jikkonsisti minn elettronijiet ta' valenza (elettronijiet fil-orbita esterna ta' atom) u jistgħu jkunu mogħti affarran jew partiċjalment. Fuq temperaturi normali, dan huwa l-aħħar band ta' enerġija li jikkonsisti minn elettronijiet.

Banda ta' Konduzzjoni

Il-banda ta' enerġija l-akbar li solitament mhux mogħta minn elettronijiet fuq temperaturi normali tkallem banda ta' konduzzjoni. Dan il-band ta' enerġija jikkonsisti minn elettronijiet li huma liberi minn forza attrattiva tal-nukleju tal-atom.
F'general, il-banda ta' valenza hi banda ta' enerġija bl-enerġija infsi minn banda ta' konduzzjoni u li għalhekk tintlaq taht il-banda ta' konduzzjoni fid-diagramma ta' banda ta' enerġija (Figura 2). L-elettronijiet fil-banda ta' valenza huma liberi minn forza attrattiva tal-nukleju tal-atom u jirreġgħu fil-banda ta' konduzzjoni meta l-material jkun imqassam (li tfal, termikament).

Importanza tal-Banda ta' Enerġija

Huwa notu li l-konduzzjoni permezz tal-materiali tiġi effettwat permezz tal-elettronijiet liberi preżenti fihom. Din il-fatt tista' tinqegħdi fid-diagramma ta' banda ta' enerġija bħala "l-elettronijiet preżenti fil-banda ta' konduzzjoni huma l-uniċi li jkunux responsabili għal mekkanismu ta' konduzzjoni". Għalhekk, tista' tikklassifikaj il-materiali f'kategoriji differenti permezz tal-diagramma ta' banda ta' enerġija.
Pereżempju, jekk il-diagramma ta' banda ta' enerġija turi overlapping sostanzjali bejn il-banda ta' valenza u banda ta' konduzzjoni (Figura 3a), din ifisser li l-material għandu abondanza ta' elettronijiet liberi, li għalhekk jistgħu jiġu konsiderati bħala konduwwatur tat-taljen, li huwa metal.

L-ebda, jekk għandna diagramma ta' banda ta' enerġija fejn hemm gab ħafna bejn il-banda ta' valenza u banda ta' konduzzjoni (Figura 3b), dan ifisser li trid tużaw materiali b'enerġija kbira biex tikseb banda ta' konduzzjoni mogħta. Fi żmin, dan jista' jkun difficile, jew skont il-każ, imprattikabil. Dan jtagħmel banda ta' konduzzjoni vojta minn elettronijiet, li għalhekk il-material ma jistax jkun konduwwatur. Għalhekk, dawn l-ispèċi ta' materiali jkunu izolator.
Issa, jekk għandna material li juri separazzjoni żgħira bejn il-banda ta' valenza u banda ta' konduzzjoni kif mur fil-Figura 3c, f'dan il-każ, tista' tkun elettronijiet fil-banda ta' valenza joccupjaw il-banda ta' konduzzjoni permezz tal-użu ta' enerġija żgħira. Dan ifisser li anki dawn il-materiali solitament huma izolatur, huma jistgħu jiġu konvertiti biex jagħmlu bħala konduwwatur permezz tal-stimulazzjoni esterna. Għalhekk, dawn il-materiali jkunu konsidrat bħala semikonduwwatur.

Deklarazzjoni: Rispetta l-oriġinal, l-artikoli ġodda huma digni ta' kondivizi, jekk hemm infringement jekk jogħġbok kontattja għal skranka.