Molekulide paigutus tahketes ainetes, vedelikud ja gaasid pole ühesugused. Tahketes ainetes on need paigutatud tihedalt nii, et molekuli aatomites olevad elektronid liiguvad naaber aatomite orbiidile. Gaasides pole molekulide paigutus lähedal, vedelates aga mõõdukas. Seetõttu katavad elektronorbiidid osaliselt aatomite vastastikuse lähenemise korral. Tahkete ainete aatomite kombineerimise tõttu moodustuvad ühe energiataseme alternatiivina energiaribade tasemed. Energiatasemete komplekt on tihedalt kokku pandud, mida tuntakse energiaribana.
Mis on Energy Band?
Energiaribade määratlus on aatomite arv sees kristallkivi võivad olla üksteisele lähemal, samuti reageerivad üksteisega mitmed elektronid. Nende kestas olevate elektronide energiatase võib olla põhjustatud nende energiataseme muutustest. Peamine omadus energia sagedusriba on see, et elektroonika energia olekud on erinevates vahemikes stabiilsed. Niisiis, aatomi energiatase muutub juhtivusribades ja valentsribades.
Energiaribade teooria
Bohri teooria kohaselt sisaldab iga aatomi kest erineval tasemel eraldi energiakogust. See teooria annab peamiselt üksikasju elektronide side sise- ja väliskesta hulgas. Energiaribade teooria kohaselt liigitatakse energiaribad kolme tüüpi, mis hõlmavad järgmist.
energiaribade teooria
- Valence bänd
- Keelatud energialõhe
- Juhtivus
Valance Band
Elektronide voog aatomites fikseeritud energiatasemel, kuid sisemise kesta elektroni energia on suurem kui elektronide väliskest. Elektrone, mis asuvad väliskestas, nimetatakse valance-elektronideks.
Need elektronid hõlmavad energitasemete jada, mis moodustavad energiariba, mida nimetatakse valentsribaks. See riba sisaldab maksimaalset hõivatud energiat.
Dirigendiriba
Valentselektronid kinnituvad toatemperatuuril lõdvalt tuuma poole. Osa valentselektronidest pärit elektrone lahkub bändist vabalt. Niisiis nimetatakse neid vabadeks elektronideks, kuna nad voolavad naaber aatomite poole.
Need vabad elektronid juhivad voolu voolu juhis, mida nimetatakse juhtivaks elektroniks. Elektrone sisaldavat riba nimetatakse juhtimisribaks ja selle hõivatud energiat on vähem.
Keelatud tühimik
Keelatud vahe on vahe juhtimisriba ja valentsriba vahel. See bänd on ilma energiata keelatud. Seetõttu puudub selles ribas elektronide voog. Elektroonide voog valentsist juhtivusse läbib selle tühimiku.
Kui see vahe on suurem, on valentsribas olevad elektronid tugevalt seotud tuuma poole. Praegu on elektronide sellest ribast välja ajamiseks vaja väikest välist jõudu, mis on samaväärne keelatud energiavahega. Järgmisel diagrammil illustreeritakse allpool kahte riba, samuti keelatud pilu. Lähtuvalt tühimiku suurusest on pooljuhid , moodustuvad juhid ja isolaatorid.
Energiaribade tüübid
Energiaribad on jaotatud kolme tüüpi, nimelt
- Isolaatorid
- Pooljuhid
- Dirigendid
Isolaatorid
Isolaatori parimad näited on puit ja klaas. Need isolaatorid ei luba elektrivool neist läbi voolama. Isolaatoritel on äärmiselt madal juhtivus ja kõrge takistus. Isolaatoris on energiavahe äärmiselt suur, mis on 7eV. Materjal ei saa toimida, kuna elektronid voolavad ribadest, näiteks valents juhtivusse on teostamatu.
energiaribasisolaatorid
Isolaatorite põhiomadused hõlmavad peamiselt energiapilu, nagu keelatud on äärmiselt suur. Mõne tüüpi isolaatorite puhul võivad temperatuuri tõustes ilmneda mõningane ülekanne.
Pooljuhid
Parimad pooljuhtide näited on räni (Si) ja germaanium (Ge), mida kasutatakse enim. Nende materjalide elektrilised omadused asuvad nii pooljuhtides kui ka isolaatorites. Järgmised pildid näitavad pooljuhi energiaribade skeemi kõikjal, kus juhtivusriba võib olla vaba ja valentsriba on täielikult täidetud, kuid keelatud vahe nende sagedusribade vahel on minut, mis on 1eV. Ge keelatud vahe on 0,72eV ja Si on 1,1eV. Seetõttu vajab pooljuht vähe juhtivust.
energia-riba-pooljuhid
Pooljuhtide põhiomadused hõlmavad peamiselt energiapilu, nagu keelatud on äärmiselt väike. Kui pooljuhi temperatuur tõuseb, väheneb juhtivus.
Dirigendid
Juht on materjalitüüp, kus keelatud energiavahe kaob nagu valentsriba ja juhtivusriba muutub äärmiselt lähedaseks, mida nad osaliselt katavad. Parimad näited dirigentidest on kuld, alumiinium, vask ja kuld. Vaba elektronide kättesaadavus toatemperatuuril on tohutu. Juhi energiaribade skeem on näidatud allpool.
energia-riba-juhid
Juhtide põhiomadused hõlmavad peamiselt energialõhet, nagu keelatud ei eksisteeri. Energiaribad, nagu valance ja juhtivus, kattuvad. Vabade elektronide kättesaadavus juhtimiseks on piisavalt. Juhtivus suureneb, kui väike arv pinget suureneb.
Seega on see kõik ülevaade energiariba . Lõpuks võime ülaltoodud teabe põhjal järeldada, et molekuli paigutus ainetes, nagu tahked ained, vedelikud ja gaasid, on erinev. Gaasides ei ole molekulid lähedal, tahketes ainetes on molekulid paigutatud väga tihedalt ja vedelikes on molekulid paigutatud mõõdukalt. Niisiis kipuvad molekuli aatomites olevad elektronid voolama külgnevate aatomite orbitaalidesse. Seetõttu katavad elektronorbiidid osaliselt, samal ajal kui aatomid lähenevad ühiselt. Aatomite segunemise tõttu tahketes ainuüksi energiataseme asendajana moodustuvad energiaribad. Need on tihedalt kokku pakitud ja seda nimetatakse energiaribadeks. Siin on teie jaoks küsimus, tahketes energiaribades?
