Mis vahe on energiariba ja energiavahemiku vahel?


Vastus 1:

Energiaribad on konkreetne energiavahemik, mis hõlmab kõiki elektronide võimalikke energiaväärtusi. Ribavahe on erinevus kahe järjestikuse energiariba vahel, st erinevus kõrgema energia riba madalaima väärtuse ja madalama energia riba kõrgeima väärtuse vahel. Ükski elektron ei saa ribavahemikus elada. Neid kõiki sisaldavad ribavahemiku energiatasandid. Roheline ja sinine ristkülik on järgneval pildil energiaribad.


Vastus 2:

Bändide teooria kohaselt, kui aatomid lähenevad metallide (või mittemetallide või pooljuhtide) moodustamiseks, kattuvad nende aatomite valentskestad naabrite omadega ja valentselektronid lokaliseeruvad mõnedes tuumades.

Nii et elektronidel pole nüüd diskreetset energiat, vaid igale energiatasandile vastav kitsas energiavahemik ja neid energiavahemikke nimetatakse energiaribadeks.

Tahke aine valentsusriba on valentselektronide energiariba.

Tühjad olekud igas aatomis laienevad ka tasemevahemikuks (tavaliselt tühjaks), mida nimetatakse juhtivusribaks.

Energiavahe või ribavahe või keelatud vahe tähistab energiaerinevust valentsriba ülaosa ja juhtivusriba põhja vahel. Energiavahes ei leidu kunagi elektrone.

Nagu aatomites, saavad elektronid läbida ühe energiavahemiku teisele, kui see saavutab vajaliku energiaerinevuse. Kui valentsribast pärit elektron ületab keelatud tühimiku ja jõuab juhtivusvahemikku, on see juhtivuseks saadaval.

Seetõttu määrab keelatud vahe tahke aine elektrijuhtivuse.

Metallide puhul

Valentsusriba ei ole täielikult täidetud või valentsusriba ja juhtivusriba kattuvad (kui ma ütlen, et kattuvad, siis ärge mõelge ribadele kui ruumidele, kus elektronid võivad eksisteerida ja need ruumid kattuvad. Ma mõtlen, et elektronide energia väärtused on valentsusvahemik ja juhtivusriba kattuvad (st umbes sama vahemik)). Nii saavad elektronid hõlpsalt "hüpata" juhtivusribale, mis on metallide suure elektrijuhtivuse põhjuseks.

Isolaatorite jaoks

Keelatud vahe on suurem kui 3eV. Juhtimisribale hüppamine nõuab suurt energiat, mis on isolaatorite madala elektrijuhtivuse põhjuseks.

Pooljuhtide jaoks

Keelatud vahe on väike, kuid on olemas. Nad tegutsevad isolaatoritena absoluutse nulli juures. Temperatuuri tõusmisel saavutavad elektronid soojusenergia ja kui nad on piisavalt energiat saavutanud, hüppavad nad juhtivusribale ja näitavad suurt juhtivust.

Pilt google piltidest ja autoriõigusega kaitstud (www.vikdhillon.staff.shef.ac.uk)

Loodetavasti aitab see vastus teid.

Aitäh.