valenssi-ja Johtuvuuskaistan välillä ovat ne kaksi eri energiatasoa, joita erottaa tietty määrä energiaa. Tärkein ero valenssikaistan ja johtuvuuskaistan välillä on se, että valenssikaista määrittää atomirakenteen valenssikuoressa olevien elektronien energiatason. Kuten vastaan johtuminen bändi pitää ne elektronit, jotka ovat vastuussa johtuminen.
katsotaan nyt, millä tekijöillä nämä kaksi kaistaa on eriytetty vertailukaavion avulla.
pitoisuus: Valence Band Vs Conduction Band
- Vertailukaavio
- keskeiset erot
määritelmä
johtopäätös
Vertailukaavio
| vertailun perusta | valenssi band | conduction band |
|---|---|---|
| lyhennettynä | VB | |
| olemassaolo WRT Fermi-tasolla | se on esiintyy Fermi-tason alapuolella. | sen olemassaolo on fermi-tason yläpuolella. |
| ulkoisen virityksen vaikutus | elektronit siirtyvät pois valenssialueelta | elektronit saavuttavat johtuvuusalueen. |
| energiatila | pienempi | verrannollisesti suurempi |
| elektronitiheys | Suuri | Alhainen |
| ydinjoukon voima | vahva | heikko |
| elektronien läsnäolo aiheuttaa kaistan | osittain tai kokonaan täyttymisen. | tyhjä tai osittain täytetty. |
Valenssialueen määritelmä
se määritellään periaatteessa energiakaistaksi, joka koostuu atomirakenteen uloimmassa kuoressa olevista valenssielektroneista. Nämä valenssielektronit, kun niille annetaan riittävästi energiaa, muuttuvat vapaiksi elektroneiksi ja siirtyvät johtuvuuskaistalle aiheuttaen johtavuutta.
se lyhennetään joskus VB: ksi ja on energiatasokaaviossa johtuvuuskaistaa alemmalla energiatasolla. Näitä kahta kaistaa erottaa tietty määrä energiaa, joka tunnetaan kiellettynä energiakuiluna. Tämä energiavaje riippuu materiaalin tyypistä eli joko materiaali on johdin, eriste tai puolijohde.
koska tämä kaista on alempi energiatila, tämän kaistan elektronit liikkuvat siitä ulospäin kohdistetun potentiaalin avulla ja siirtyvät kohti korkeampaa tilaa niin, että johtuminen materiaalin läpi on mahdollista.
Johtuvuuskaistan määritelmä
johtuvuuskaistalla tarkoitetaan sitä energiakaistaa, joka koostuu johtumisesta vastaavista vapaista elektroneista. Näin tämä yhtye on nimetty niin. Periaatteessa elektronit, jotka siirtyvät ulos valenssikaistalta ulkoisen voiman kokemalla, saavuttavat korkeamman energiakaistan johtumisen tukemiseksi.
tämä taajuusalue on Fermin energiatason yläpuolella eli on korkeammassa energiatilassa. Elektronit vaativat siis suuren määrän heräteenergiaa päästäkseen johtuvuuskaistalle, jolloin syntyy sähkövirtaa. Sen lyhenne on CB ja se mahdollistaa elektronien vapaan liikkumisen sen sisällä.
kuten olemme jo keskustelleet siitä, että kielletty energiakuilu valenssin ja johtuvuuskaistan välillä on erilainen eri materiaaleille.
kuten johtimien tapauksessa, kaksi kaistaa menevät päällekkäin ja näin alemman energiakaistan elektronit voivat helposti siirtyä johtokaistalle. Puolijohteissa näiden kahden kaistan välillä on kuitenkin riittävä energiakuilu, joten valenssielektronien vapauttamiseen tarvitaan ulkoista energiaa. Eristeissä kaistaleet ovat hyvin suuria ja näin ollen valenssielektronista tarvitaan erittäin suuri energia, jotta se olisi vapaa elektroni.
keskeiset erot Valenssikaistan ja Johtumiskaistan
- valenssikaistan välillä ovat Fermin energiatason alapuolella. Kun taas johtuvuuskaista on Fermi-tason yläpuolella energiakaistakaaviossa.
- kun saadaan ulkoinen eksitaatio, valenssikaistassa olevat elektronit siirtyvät siitä pois. Ulkoisen energian vuoksi elektronit kuitenkin siirtyvät johtokaistalle.
- elektronien tiheys on valenssissa suhteellisesti suurempi kuin johtuvuuskaistassa.
- huoneenlämmössä valenssinauha on yleensä joko osittain tai kokonaan täytetty. Kun taas johtuminen bändi on yleensä tyhjä tai osittain täynnä huoneenlämmössä.
- Valenssikaista on alempi energiatila, kun taas johtuvuuskaista on suhteellisesti korkeammalla energiatasolla.
- valenssikaistan elektronit kokevat vahvan voiman ytimen vaikutuksesta. Mitä ydin osoittaa hyvin heikko tai lähes merkityksetön voima elektroneja johtuminen bändi.
johtopäätös
tämän keskustelun perusteella voidaan siis sanoa, että on olemassa useita tekijöitä, jotka erottavat valenssin johtuvuusalueesta. Mutta mikä tärkeintä nämä kaksi ovat eriytyneet sen perusteella, että ne ovat läsnä energiakaistakaaviossa.