Bohr에 의해 주어진 에너지 밴드 이론에 따르면, 원자의 껍질에 다른 수준에서 항상 개별량의 에너지가 존재한다. 또한 에너지 밴드 이론의 관련성을 설명하려고 시도하며, 이는 다양한 범주의 에너지 밴드를 세 가지 주요 클래스로 분류합니다. 여기에는 밸런스 밴드, 전도 밴드 및 금지 된 밴드가 포함됩니다.

이 토론에서, 우리는 금지 된 밴드 의 주제를 다룰 것입니다. 전기를 수행하는 데있어 수행하는 역할에 따라 중요합니다.

금지 된 갭

금지 된 에너지 갭 또는 금지 된 간격은 주어진 재료의 '전도 대역'과 '밸런스 밴드'사이의 간격입니다. 이름 자체에서 에너지가없는 금지 된 밴드라는 것이 분명합니다. 

이것이 이러한 유형의 밴드에 전자가없는 이유입니다. 그러나 원자가 전자는 일반적으로 전도 대역에 접근하는 동안이 경로를 통과한다는 점에 유의해야합니다.

주어진 경우에 금지 된 간격이 더 크면 원자가 밴드 전자가 핵에 가깝다는 것을 의미합니다. 날씨 여분의 외부 에너지는 여전히 주어진 원자가 대역에서 전자를 유지하고 밀기 위해 필요합니다. 금지 된 에너지 갭의 측정과 동일해야합니다. 

도체, 반도체 및 절연체와 같은 재료는 금지 된 갭의 크기에 따라 형성됩니다. 이러한 유형의 에너지 갭은 일반적으로 거대하며 원자가 밴드 전자는 일반적으로 원자에 단단히 유지됩니다. 그러나 몇몇 절연체의 경우 온도가 계속 증가하면 어느 정도의 전도를 보일 수 있습니다.

고유 반도체 대역 갭

우리는 금지 된 밴드가 무엇인지 알았으므로, 본질적 반도체에 의해 주어진 전도도 수준은 주어진 밴드 갭에 크게 의존한다는 점에 유의해야합니다. 이러한 상황에서, 충분한 열 에너지가있는 전자는 밴드 갭을 가로 질러 전도에 필요한 경력을 충전하기 위해서만 가능합니다.

다른 에너지 수준의 에너지 밴드 구조에 대한 각 '고체 재료'에는 독특한 특성이 있습니다. 밴드 구조의 이러한 차이는 다양한 재료에서 관찰되는 광범위한 전기 특성 세트를 초래합니다. 그러나, 절연체 및 반도체의 경우, 전자는 금지 된 밴드라고 불리는 다른 영역에 속하는 특정 수의 에너지 밴드로 제한된다. 그러한 경우, 우리가 위에서 이미 논의한 바와 같이, 전자는 한 밴드에서 다른 밴드로 빠르게 점프 할 수 있습니다. 

반도체의 특성을 갖는 임의의 재료에는 절연체의 특성에 따라 거동을 수정하는 중간 크기 대역이 있습니다. 그러나, 전자가 일반적으로 최대 용융점 아래로 설정되는 주어진 온도에서 전도 대역에 자극 할 수있는 함량은 없습니다.

금지 된 에너지 갭 측면에서 고체 유형

재료에 따라 Solids Candy는 세 가지 다른 범주로 분류됩니다 -

• 반도체

반도체는 제로 밴드 갭이없고 중간 크기가있는 재료입니다. 이 물질들은 일반적으로 매우 기본적인 수준의 절연체로서 전자가 주어진 온도에서 전도 대역으로 열 흥분을 생성 할 수있게한다.

• 지휘자

이 재료는 주어진 재료에서 전류를 서로 전달할 수있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 전도 밴드와 원자가 밴드 사이에는 금지 된 밴드가 없으며, 이는 두 밴드가 겹치는 상황을 일으킨다. 그러나, 주어진 실온에서 발견되는 유리 전자의 수는 일반적으로 이러한 경우에 큽니다. 이 카테고리의 가장 일반적인 재료 중 일부는 금, 알루미늄,은 및 구리를 포함하여 전류가 통과 할 수 있도록합니다.

• 절연체

절연체는 큰 에너지 가스가있는 재료로, 원자가 밴드에서 전도 대역으로의 전자의 움직임이 없기 때문에 전도가 없다. 이제 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전자의 움직임이 없기 때문에 전기는 전기가 상당히 낮은 저항력이 높기 때문에 이러한 재료를 통과 할 수 없습니다. 절연체의 가장 두드러진 예 중 일부는 유리와 나무입니다.

고체의 밴드 이론

고체 이론은 전자가 금속 고체 내부에서 발생하는 양자 상태를 설명한다. 그러한 상황에서, 모든 분자는 다른 개별 에너지 수준으로 구성되며, 전자는 분자 내부로 이동합니다.

• Pauli의 배제 원리에 따라 전자는 원자의 특정 에너지 궤도로 실패합니다.

• 분자의 경우 두 개의 원자 궤도가 모여 두 개의 다른 에너지 수준을 갖는 분자 궤도를 형성합니다.

결론

간단히 말해서, 금지 된 밴드는 주어진 재료의 세 가지 범주 중 하나라고 결론을 내릴 수 있습니다. 이 특정 유형의 갭은 전도 대역과 원자가 밴드 사이에 존재하지만 그 안에는 에너지가 없습니다. 이 외에도,이 밴드에는 전자가 머 무르지 않는다는 점에 주목해야합니다. 대신, 그들은 전도 밴드에 접근하는 동안이 구절을 통과합니다. 

더욱이, 원자가 밴드 전자는 일반적으로 금지 된 에너지 갭이 더 큰 경우에 핵을 향해 단단히 유지된다. 따라서 전자는 원자가 밴드에서 벗어나 금지 된 에너지 가스와 동일하게 유지하려면 항상 약간의 외부 에너지가 필요합니다.