Usporiadanie molekúl v tuhých látkach, kvapaliny a plyny nie sú rovnaké. V tuhých látkach sú usporiadané blízko seba, takže elektróny v atómoch molekuly sa pohybujú do susedných atómov na obežnej dráhe. V plynoch nie je usporiadanie molekúl blízke, zatiaľ čo v tekutinách mierne. Preto elektrónová dráha čiastočne pokrýva, keď sa atómy navzájom približujú. Vďaka kombinovaniu atómov v tuhých látkach sa ako alternatíva k jednotlivým energetickým hladinám vytvárajú úrovne energetických pásiem. Sada energetických hladín je zhustená, čo je známe ako energetické pásmo.
Čo je to energetické pásmo?
Definíciou energetického pásma je počet atómov vo vnútri krištáľový kameň môžu byť bližšie pri sebe, rovnako ako množstvo elektrónov bude vzájomne pôsobiť. Energetické hladiny elektrónov v ich obale môžu byť spôsobené zmenami ich energetických hladín. Hlavným rysom energiu Pásmo spočíva v tom, že energetické stavy elektrónov elektroniky sú stabilné v rôznych rozsahoch. Úroveň energie atómu sa teda zmení vo vodivých a valenčných pásmach.
Teória energetického pásma
Podľa Bohrovej teórie obsahuje každá škrupina z atómu samostatné množstvo energie na rozdielnych úrovniach. Táto teória poskytuje hlavne podrobnosti o komunikácia elektrónov medzi vnútornou a vonkajšou škrupinou. Podľa teórie energetického pásma sú energetické pásma rozdelené do troch typov, ktoré zahŕňajú nasledujúce.
teória energetického pásma
- Valenčné pásmo
- Zakázaná energetická medzera
- Vodivé pásmo
Valance Band
Tok elektrónov v atómoch vo fixných energetických hladinách, avšak energia elektrónu vo vnútornom obale je lepšia ako vonkajší obal elektrónov. Elektróny, ktoré sú prítomné vo vonkajšom obale, sa nazývajú záclonové elektróny.
Tieto elektróny obsahujú postupnosť energetických hladín, ktoré tvoria energetické pásmo nazývané valenčné pásmo. Toto pásmo zahŕňa maximálnu obsadenú energiu.
Vodivé pásmo
Valenčné elektróny sú pri izbovej teplote voľne pripevnené k jadru. Niektoré z elektrónov z valenčných elektrónov pásmo voľne opustia. Tieto sa teda nazývajú voľné elektróny, pretože prúdia k susedným atómom.
Tieto voľné elektróny budú viesť prúd prúdu vo vnútri vodiča, ktorý je známy ako vodivé elektróny. Pás, ktorý obsahuje elektróny, sa nazýva vodivé pásmo a jeho obsadená energia bude menšia.
Forbidden Gap
Zakázanou medzerou je medzera medzi vodivým pásmom a valenčným pásmom. Toto pásmo je zakázané bez energie. Preto v tomto pásme nedochádza k toku elektrónov. Tok elektrónov z valencie do vedenia bude prechádzať touto medzerou.
Ak je táto medzera väčšia, potom sú elektróny vo valenčnom pásme silne viazané k jadru. V súčasnosti je na vytlačenie elektrónov z tohto pásma potrebná malá vonkajšia sila, ktorá sa rovná zakázanej energetickej medzere. Na nasledujúcom diagrame sú tieto dva pásy, ako aj zakázaná medzera, znázornené nižšie. Na základe veľkosti medzery sa polovodiče , sú vytvorené vodiče a izolátory.
Typy energetických pásiem
Energetické pásma sú rozdelené do troch typov
- Izolátory
- Polovodiče
- Vodiče
Izolátory
Najlepšie príklady izolátora sú drevo a sklo. Tieto izolátory neumožňujú tok elektriny prúdiť cez ne. Izolátory majú extrémne nízku vodivosť a vysoký odpor. V izolátore je energetická medzera extrémne vysoká, a to 7 eV. Materiál nemôže pracovať kvôli toku elektrónov z pásiem, pretože valencia k vedeniu je nerealizovateľná.
energetické pásové izolátory
Medzi hlavné charakteristiky izolátorov patrí hlavne energetická medzera, keďže zakázaná je extrémne veľká. U niektorých typov izolátorov môže pri zvýšení teploty ilustrovať určitý prenos.
Polovodiče
Najlepšie príklady polovodičov sú kremík (Si) a germánium (Ge), ktoré sú najpoužívanejšími materiálmi. Elektrické vlastnosti týchto materiálov spočívajú medzi polovodičmi aj izolátormi. Nasledujúce obrázky zobrazujú diagram energetického pásma polovodiča všade tam, kde môže byť voľné vodivé pásmo a valenčné pásmo je úplne vyplnené, avšak zakázaná medzera medzi týmito pásmami je minúta, ktorá je 1 eV. Zakázaná medzera Ge je 0,72 eV a Si je 1,1 eV. Polovodič preto potrebuje malú vodivosť.
energetické pásmo v polovodičoch
Medzi hlavné charakteristiky polovodičov patrí hlavne energetická medzera, keďže zakázaná je extrémne malá. Keď sa teplota polovodiča zvýši, vodivosť sa zníži.
Vodiče
Vodič je typ materiálu, kde sa zakázaná energetická medzera stráca ako valenčné pásmo, a vodivé pásmo sa mení na veľmi blízko, ktoré čiastočne zakrývajú. Najlepšie príklady vodičov sú zlato, hliník, meď a zlato. Dostupnosť voľných elektrónov pri izbovej teplote je obrovská. Schéma energetického pásma vodiča je uvedená nižšie.
energetické pásmo vo vodičoch
Medzi hlavné charakteristiky vodičov patrí hlavne energetická medzera, pretože zakázané nebude existovať. Energetické pásma ako záclonka a vedenie sa prekrývajú. Dostupnosť voľných elektrónov na vedenie je dostatočná. Vodivosť sa zvýši, akonáhle sa zvýši malý počet napätia.
Toto je teda všetko o prehľade energetické pásmo . Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že usporiadanie molekúl v látkach, ako sú tuhé látky, kvapaliny a plyny, je odlišné. V plynoch nie sú molekuly blízko, v tuhých látkach sú molekuly usporiadané veľmi blízko a v kvapalinách sú molekuly usporiadané v miernom množstve. Takže elektróny v atómoch molekuly majú tendenciu prúdiť do orbitálov na susedných atómoch. Preto elektrónová dráha čiastočne pokrýva, zatiaľ čo atómy sa blížia spoločne. Vďaka zmiešaniu atómov v tuhých látkach sa ako náhrada iba energetických hladín vytvoria energetické pásma. Sú zabalené tesne a nazýva sa to energetické pásma. Je tu pre vás otázka, energetické pásmo v pevnej látke?
