Molekylernes arrangement i faste stoffer, væsker og gasser er ikke det samme. I faste stoffer er de arrangeret tæt, så elektronerne i molekylatomer bevæger sig ind i de omkringliggende atomer. I gasser er molekylarrangementet ikke tæt, mens det i væsker er moderat. Derfor dækker elektronbanen delvist, når atomer nærmer sig hinanden. På grund af kombinationen af atomer i faste stoffer dannes niveauerne af energibånd som et alternativ til enkelte energiniveauer. Sættet af energiniveauer er tæt pakket, hvilket er kendt som et energibånd.
Hvad er Energy Band?
Energibåndsdefinitionen er antallet af atomer indeni en krystalsten kan være tættere på hinanden såvel som et antal elektroner vil interagere med hinanden. Elektronernes energiniveauer i deres skal kan skyldes ændringer i deres energiniveauer. Hovedtræk ved energien bånd er, at elektronens energitilstande for elektronik er stabile i forskellige områder. Så energiniveauet i et atom vil ændre sig i ledningsbånd og valensbånd.
Energy Band Theory
Ifølge teorien om Bohr inkluderer hver skal fra et atom en separat mængde energi på forskellige niveauer. Denne teori giver primært detaljer om kommunikation af elektroner mellem den indvendige skal og den udvendige skal. I henhold til teorien om energibånd klassificeres energibåndene i tre typer, der inkluderer følgende.
energi-band-teori
- Valence-bånd
- Forbudt energigap
- Ledningsbånd
Valance Band
Strømmen af elektroner inden for atomerne i faste energiniveauer, men elektronens energi i den indre skal er bedre end den ydre skal af elektroner. Elektronerne, der er til stede i den ydre skal, kaldes valanceelektroner.
Disse elektroner inkluderer en sekvens af energiniveauer, der danner et energibånd kaldet valensbånd. Dette bånd inkluderer den maksimale optagne energi.
Ledningsbånd
Valenselektronerne er fastgjort løst mod kernen ved stuetemperatur. Nogle af elektronerne fra valenselektroner forlader båndet frit. Så disse kaldes frie elektroner, fordi de flyder mod de nærliggende atomer.
Disse frie elektroner vil lede strømmen i en leder, der er kendt som ledningselektroner. Båndet, der inkluderer elektroner, er navngivet som ledningsbånd, og den optagne energi i dette vil være mindre.
Forbudt hul
Det forbudte hul er afstanden mellem ledningsbåndet og valensbåndet. Dette bånd er forbudt uden energi. Derfor er der ingen elektronstrøm i dette bånd. Strømmen af elektroner fra valensen til ledningen vil passere gennem dette hul.
Hvis dette hul er større, er elektronerne i valensbåndet stærkt bundet mod kernen. For øjeblikket er det nødvendigt med en lille ydre kraft for at drive elektronerne ud af dette bånd, hvilket svarer til det forbudte energigap. I det følgende diagram er de to bånd samt et forbudt hul illustreret nedenfor. Baseret på mellemrumsstørrelsen halvledere , ledere og isolatorer dannes.
Typer af energibånd
Energibåndene er klassificeret i tre typer, nemlig
- Isolatorer
- Halvledere
- Ledere
Isolatorer
De bedste eksempler på en isolator er træ og glas. Disse isolatorer tillader ikke strøm af elektricitet at strømme gennem dem. Isolatorerne har ekstremt lav ledningsevne og høj modstandsdygtighed. I isolatoren er energigabet ekstremt højt, det vil sige 7eV. Materialet kan ikke udføre på grund af elektronernes strøm fra båndene som valens til ledningen er umulig.
energi-band-in-isolatorer
De vigtigste egenskaber ved isolatorer inkluderer hovedsageligt energigabet som forbudt er ekstremt stort. For nogle typer isolatorer, når temperaturen stiger, kan de illustrere en vis transmission.
Halvledere
De bedste eksempler på halvledere er Silicon (Si) og Germanium (Ge), som er de mest anvendte materialer. De elektriske egenskaber ved disse materialer ligger blandt halvledere såvel som isolatorer. De følgende billeder viser halvlederens energibånddiagram, hvor ledningsbåndet kan være ledigt, og valensbåndet er fuldstændigt fyldt, men det forbudte hul mellem disse bånd er minut, der er 1 eV. Det forbudte hul på Ge er 0.72eV og Si er 1.1eV. Derfor har halvleder brug for lidt ledningsevne.
energi-bånd-i-halvledere
De vigtigste egenskaber ved halvledere inkluderer hovedsageligt energigabet som forbudt er ekstremt lille. Når halvlederens temperatur stiger, falder ledningsevnen.
Ledere
Lederen er en type materiale, hvor det forbudte energigab forsvinder som valensbåndet såvel som ledningsbånd bliver meget tæt, som de delvis dækker. De bedste eksempler på ledere er guld, aluminium, kobber og guld. De frie elektroners tilgængelighed ved stuetemperatur er enorm. Ledningens energibånddiagram er vist nedenfor.
energi-bånd-i-ledere
De vigtigste egenskaber ved ledere inkluderer hovedsageligt energigabet som forbudt ikke vil eksistere. Energibåndene som valance såvel som ledning bliver overlappende. Tilgængeligheden af gratis elektroner til ledning er rigelig. Ledningen vil stige, når det lille antal spændinger stiger.
Således handler alt om en oversigt over energibåndet . Af ovenstående information kan vi endelig konkludere, at molekylets arrangement i stoffer som faste stoffer, væsker og gasser er forskellig. I gasser er molekylerne ikke tæt, i faste stoffer er molekylerne arrangeret meget tæt og i væsker er molekylerne arrangeret i moderat. Så elektronerne i molekylets atomer har en tendens til at strømme ind i orbitalerne på tilstødende atomer. Derfor dækker elektronbanen delvist, mens atomer nærmer sig fælles. På grund af blandingen af atomer i faste stoffer, som en erstatning for kun energiniveauer, dannes energibåndene. Disse er tæt pakket, og det kaldes energibånd. Her er et spørgsmål til dig, energibånd i faste stoffer?
