Razporeditev molekul v trdnih snoveh, tekočine in plini niso enaki. V trdnih snoveh so razporejeni tesno, tako da se elektroni znotraj atomov molekule premaknejo v sosednje orbite. V plinih molekularna ureditev ni blizu, medtem ko je v tekočinah zmerna. Zato elektronska orbita delno pokriva, kadar se atomi približujejo. Zaradi kombinacije atomov znotraj trdnih snovi se kot alternativa posameznim nivojem energije tvorijo ravni energijskih pasov. Niz energijskih nivojev je tesno napolnjen, kar je znano kot energijski pas.
Kaj je Energy Band?
Definicija energijskega pasu je število atomov znotraj kristalni kamen lahko bližje drug drugemu, pa tudi število elektronov bo medsebojno vplivalo. Raven energije elektronov v njihovi lupini je lahko posledica sprememb v njihovi ravni energije. Glavna značilnost energije je, da so elektronska energetska stanja elektronike stabilna v različnih območjih. Torej, raven energije atoma se bo spremenila v prevodnih pasovih in valentnih pasovih.
Teorija energijskih pasov
Po Bohrovi teoriji vsaka lupina iz atoma vključuje ločeno količino energije na različnih ravneh. Ta teorija v glavnem daje podrobnosti o komunikacija elektronov med notranjo in zunanjo lupino. V skladu s teorijo energijskega pasu so energijski pasovi razvrščeni v tri vrste, ki vključujejo naslednje.
teorija energijskega pasu
- Valentni pas
- Prepovedana energetska vrzel
- Prevodni pas
Valance Band
Pretok elektronov znotraj atomov v fiksnih nivojih energije, vendar je energija elektrona v notranji lupini boljša od zunanje lupine elektronov. Elektroni, ki so prisotni v zunanji lupini, so poimenovani kot valacijski elektroni.
Ti elektroni vključujejo zaporedje nivojev energije, ki tvorijo energijski pas, imenovan valentni pas. Ta pas vključuje največjo zasedeno energijo.
Prevodni pas
Valentni elektroni so ohlapno pritrjeni proti jedru pri sobni temperaturi. Nekateri elektroni iz valentnih elektronov bodo prosto zapustili pas. Ti se torej imenujejo prosti elektroni, ker tečejo proti sosednjim atomom.
Ti prosti elektroni bodo vodili tok toka znotraj vodnika, ki je znan kot prevodni elektroni. Pas, ki vključuje elektrone, je imenovan kot prevodni pas in zasedena energija tega bo manjša.
Prepovedana vrzel
Prepovedana vrzel je vrzel med prevodnim pasom in valentnim pasom. Ta pas je prepovedan brez energije. Zato v tem pasu ni pretoka elektronov. Skozi to režo bo šel pretok elektronov od valence do prevodnosti.
Če je ta vrzel večja, so elektroni v valentnem pasu močno vezani proti jedru. Trenutno je za izgon elektronov iz tega pasu potrebna nekoliko zunanja sila, ki je enaka prepovedani energijski vrzeli. V naslednjem diagramu sta spodaj prikazana dva pasova in prepovedana vrzel. Glede na velikost vrzeli je polprevodniki , oblikovani so vodniki in izolatorji.
Vrste energijskih pasov
Energijski pasovi so namreč razvrščeni v tri vrste
- Izolatorji
- Polprevodniki
- Dirigenti
Izolatorji
Najboljša primera izolatorja sta les in steklo. Ti izolatorji ne dovoljujejo pretok električne energije da teče skozi njih. Izolatorji imajo izredno nizko prevodnost in visoko upornost. V izolatorju je energijska reža izjemno velika, kar je 7eV. Material ne more delovati zaradi pretoka elektronov iz pasov, kot je valenca do prevodnosti neizvedljiva.
pasovi v izolatorjih
Glavne značilnosti izolatorjev v glavnem vključujejo energijsko vrzel, kot je prepovedano izredno velika. Za nekatere vrste izolatorjev, ko se temperatura dvigne, lahko ponazorijo nekaj prenosa.
Polprevodniki
Najboljša primera polprevodnikov sta Silicij (Si) in Germanij (Ge), ki sta najbolj uporabljena materiala. Električne lastnosti teh materialov so med polprevodniki in izolatorji. Naslednje slike prikazujejo diagram energijskega pasu polprevodnika povsod, kjer je prevodni pas lahko prazen in je valentni pas popolnoma zapolnjen, vendar je prepovedana vrzel med temi pasovi minuta, ki je 1eV. Prepovedana vrzel Ge je 0,72eV in Si 1,1eV. Zato polprevodnik potrebuje malo prevodnosti.
pasu v polprevodnikih
Glavne značilnosti polprevodnikov v glavnem vključujejo energetsko vrzel, kot je prepovedano izredno majhna. Ko se temperatura polprevodnika poveča, se bo prevodnost zmanjšala.
Dirigenti
Prevodnik je vrsta materiala, pri katerem prepovedana energijska reža izgine tako, kot se valentni pas, pa tudi prevodni pas spremeni v izredno blizu, da jih delno pokrije. Najboljši primeri vodnikov so zlato, aluminij, baker in zlato. Razpoložljivost prostih elektronov pri sobni temperaturi je ogromna. Diagram energijskega pasu vodnika je prikazan spodaj.
pasovi v vodnikih
Glavne značilnosti vodnikov vključujejo predvsem energetsko vrzel, saj prepovedana ne bo obstajala. Energijski pasovi, kot sta valacija in prevodnost, se bodo prekrivali. Razpoložljivost prostih elektronov za prevodnost je velika. Prevodnost se bo povečala, ko se bo povečalo majhno število napetosti.
Tu gre torej za pregled nad energijski pas . Na koncu iz zgornjih informacij lahko ugotovimo, da je razporeditev molekule v snoveh, kot so trdne snovi, tekočine in plini, različna. V plinih molekule niso blizu, v trdnih snoveh so molekule razporejene zelo tesno, v tekočinah pa molekule v zmernih. Torej elektroni znotraj atomov molekule tečejo v orbitale na sosednjih atomih. Zato elektronska orbita delno pokriva, medtem ko se atomi približujejo skupaj. Zaradi mešanja atomov v trdnih snoveh bodo kot nadomestek le ravni energije nastali energijski pasovi. Ti so tesno zapakirani in se imenujejo energijski pasovi. Tukaj je vprašanje za vas, energijski pas v trdnih snoveh?
