Raspored molekula u čvrstim tijelima, tekućine , a plinovi nisu isti. U čvrstim su tijelima raspoređeni usko, tako da se elektroni unutar atoma molekule kreću u susjedne atome u orbiti. U plinovima raspored molekula nije blizak, dok je u tekućinama umjeren. Stoga elektronska orbitala djelomično pokriva kada se atomi međusobno približavaju. Zbog kombiniranja atoma unutar krutih tvari, kao alternativa pojedinačnim razinama energije, stvaraju se razine energetskih pojaseva. Skup energetskih razina tijesno je spakiran što je poznato kao Energetski pojas.
Što je Energy Band?
Definicija energetskog pojasa je, broj atoma unutar kristalni kamen mogu biti bliži jedni drugima, kao i broj elektrona koji će međusobno komunicirati. Razine energije elektrona unutar njihove ljuske mogu biti uzrokovane promjenama u njihovoj razini energije. Glavna značajka energije Opseg je da su elektronska energetska stanja elektronike stabilna u različitim rasponima. Dakle, razina energije atoma promijenit će se u vodljivim i valentnim opsezima.
Teorija energetskog pojasa
Prema Bohrovoj teoriji, svaka ljuska od atoma uključuje zasebnu količinu energije na različitim razinama. Ova teorija uglavnom daje detalje o komunikacija elektrona među unutarnjom i vanjskom ljuskom. Prema teoriji energetskog pojasa, energetski pojasevi su klasificirani u tri vrste koje uključuju sljedeće.
teorija energetskog pojasa
- Valentni pojas
- Zabranjena energetska praznina
- Provodni opseg
Valance Band
Protok elektrona unutar atoma u fiksnim razinama energije, međutim energija elektrona u unutarnjoj ljusci je superiornija od vanjske ljuske elektrona. Elektroni koji su prisutni u vanjskoj ljusci nazivaju se valance elektronima.
Ti elektroni uključuju niz energetskih razina koji tvore energetski pojas nazvan valentnim pojasom. Ovaj opseg uključuje maksimalno zauzetu energiju.
Provodni opseg
Valentni elektroni su labavo pričvršćeni prema jezgri na sobnoj temperaturi. Neki od elektrona iz valentnih elektrona slobodno će napustiti pojas. Dakle, oni se nazivaju slobodnim elektronima jer teku prema susjednim atomima.
Ti slobodni elektroni provodit će struju struje unutar vodiča koji je poznat kao provodni elektroni. Opseg koji uključuje elektrone naziva se vodljivim pojasom i zauzeta energija toga bit će manja.
Zabranjeni jaz
Zabranjena praznina je jaz između vodljivog pojasa i valentnog pojasa. Ovaj bend je zabranjen bez energije. Stoga u ovom pojasu nema protoka elektrona. Kroz ovu prazninu proći će protok elektrona od valencije do vodljivosti.
Ako je taj jaz veći, tada su elektroni u valentnom pojasu jako vezani za jezgru. Trenutno je za istjerivanje elektrona iz ovog pojasa potrebno malo vanjske sile, što je ekvivalent zabranjenoj energetskoj praznini. Na sljedećem su dijagramu dva pojasa, kao i zabranjena praznina, ilustrirani u nastavku. Na temelju veličine praznine, poluvodiči , formiraju se vodiči i izolatori.
Vrste energetskih opsega
Energetski pojasevi svrstani su u tri vrste, naime
- Izolatori
- Poluvodiči
- Dirigenti
Izolatori
Najbolji primjeri izolatora su drvo i staklo. Ovi izolatori ne dopuštaju protok električne energije da kroz njih teče. Izolatori imaju izuzetno nisku vodljivost i veliku otpornost. U izolatoru je energetski razmak izuzetno velik i iznosi 7eV. Materijal se ne može izvoditi zbog protoka elektrona iz vrpci, poput valencije do vodljivosti, nemoguće je.
energetski pojas u izolatorima
Glavne karakteristike izolatora uglavnom uključuju energetski razmak kao što je zabranjeno izuzetno veliko. Za neke vrste izolatora, kada temperatura poraste, oni mogu ilustrirati neki prijenos.
Poluvodiči
Najbolji primjeri poluvodiča su Silicij (Si) i Germanij (Ge) koji su najčešće korišteni materijali. Električna svojstva ovih materijala leže među poluvodičima, kao i izolatorima. Sljedeće slike prikazuju dijagram energetskog pojasa poluvodiča gdje god provodno područje može biti slobodno, a valentno područje je potpuno popunjeno, međutim zabranjena praznina među tim opsezima je minuta koja iznosi 1eV. Zabranjena praznina Ge iznosi 0,72eV, a Si 1,1eV. Stoga poluvodiču treba mala vodljivost.
energetski pojas u poluvodičima
Glavne karakteristike poluvodiča uglavnom uključuju energetski razmak kao što je zabranjeno izuzetno malo. Kada se temperatura poluvodiča poveća, vodljivost će se smanjiti.
Dirigenti
Provodnik je vrsta materijala u kojem zabranjeni energetski razmak nestaje poput valentnog pojasa, kao i vodljivi pojas koji se pretvara u izuzetno blizu da ga dijelom pokrivaju. Najbolji primjeri vodiča su zlato, aluminij, bakar i zlato. Dostupnost slobodnih elektrona na sobnoj temperaturi je ogromna. Dijagram energetskog pojasa vodiča prikazan je u nastavku.
energetski pojas u vodičima
Glavne karakteristike vodiča uglavnom uključuju energetsku prazninu, zabranjeno neće biti. Energetski pojasevi poput valacije, kao i provodljivosti, preklopit će se. Dostupnost slobodnih elektrona za provođenje je velika. Provođenje će se povećati kad se poveća mali broj napona.
Dakle, ovdje se radi o pregledu energetski pojas . Iz gornjih podataka konačno možemo zaključiti da je raspored molekule u tvarima poput krutina, tekućina i plinova različit. U plinovima molekule nisu blizu, u krutim tvarima molekule su smještene vrlo usko, a u tekućinama molekule su raspoređene umjereno. Dakle, elektroni unutar atoma molekule teže ulijevanju u orbitale na susjednim atomima. Stoga elektronska orbitala djelomično pokriva dok se atomi približavaju zajedno. Zbog miješanja atoma unutar krutih tvari, kao nadomjestak samo energetskim razinama, stvorit će se energetske trake. Oni su tijesno spakirani i nazivaju se energetskim pojasevima. Evo pitanja za vas, energetski pojas u čvrstim tijelima?
