energibånd

Illustrasjon av valensbånd og ledningsbånd i et materiale.
Eksempel på båndstruktur i et halvledende materiale. Det blå rektangelet er valensbåndet som er fylt med elektroner, mens det røde rektangelet er ledningsbåndet som er tomt for elektroner. Når temperaturen T øker, kan elektroner bevege seg fra valensbåndet til ledningsbåndet. Dette gjør at materialet leder elektrisk strøm bedre.
Av .
Lisens: Public domain

Artikkelstart

Et energibånd er en samling av mange mulige energitilstander for elektronene i et materiale.

Energibånd er et nyttig teoretisk verktøy for å predikere hvilke elektroniske egenskaper ulike materialer har med tanke på for eksempel elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og kompressibilitet.

Beskrivelse

Elektroner i et materiale beskrives av en fysisk teori kalt kvantemekanikk. I følge kvantemekanikk, vil elektroner befinne seg i bestemte energitilstander. En stor samling av slike energitilstander utgjør et energibånd. Dette vises i figuren. Når elektroner bytter energitilstand, flytter de seg dermed til en ny plass i energibåndet.

Kjennskap til energibånd er av stor betydning for forståelsen av de elektriske og termiske egenskapene for faste stoffer, spesielt metaller og halvledere. Energibånd illustreres ofte grafisk ved å vise energien til elektronene som funksjon av deres krystallimpuls. Krystallimpuls kan forenklet tenkes på som bevegelsesmengden til elektronet. Sentrale karakteristikker ved energibånd er:

  • Gap mellom energibånd, som vist i figuren (påvirker ledningsevnen til materialet)
  • Krumningen til energibåndet (påvirker den effektive massen til elektronene og tettheten av elektrontilstander)
  • Krysninger mellom ulike energibånd (gir informasjon om symmetrien til materialets krystallstruktur)

Man skiller vanligvis mellom valensbånd som omfatter tilstander der elektronene har sterk binding til de enkelte atomene i et stoff, og ledningsbånd der elektronene beveger seg forholdsvis fritt gjennom stoffet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg