전자 및 에너지 수준
* 원자 쉘 : 원자의 전자는 "쉘"이라는 특정 에너지 수준을 차지합니다. 이 껍질은 건물의 "바닥"과 같으며 각 껍질은 다른 에너지 수준을 나타냅니다. 껍질이 핵에 가까울수록 에너지가 낮아집니다.
* 전자 여기 : 전자가 에너지를 얻을 때 (예를 들어, 빛의 광자를 흡수함으로써) 더 높은 에너지 수준으로 "점프"할 수 있습니다. 이것을 여기라고합니다.
* 전자 이완 : 흥분된 전자는 불안정하고 낮은 에너지 상태로 돌아 가기를 원합니다. 그렇다면, 그것은 종종 빛의 광자처럼 과도한 에너지를 방출합니다. 이것이 원자가 특정 파장의 빛을 방출하는 이유입니다.
금지 된 구역 (밴드 갭)
* 에너지 밴드 : 고체에서, 전자의 에너지 수준은 더 이상 개별되지 않지만 밀접하게 이격 된 에너지 수준의 밴드를 형성합니다. 이 밴드는 금지 구역이라는 갭으로 분리됩니다 또는 밴드 갭 .
* 도체, 절연체, 반도체 : 밴드 갭의 크기는 재료의 전기 전도성을 결정합니다.
* 지휘자 : 매우 작은 밴드 갭이있어 전자가 밴드 사이를 쉽게 이동할 수 있습니다.
* 절연체 : 큰 밴드 간격이있어 갭에 걸쳐 전자를 자극하기 위해 상당한 에너지가 필요합니다.
* 반도체 : 중간 크기의 밴드 간격이있어 특정 조건에서 약간의 전도도가 가능합니다.
금지 된 구역의 존재하에 전자가 "점프"하는 방법
1. 흥분 : 전자가 낮은 에너지 밴드에서 더 높은 밴드로 점프하려면 밴드 갭을 극복하기에 충분한 에너지를 얻어야합니다. 이 에너지는 다음과 같습니다.
* 열 : 열 에너지는 전자를 자극 할 수 있습니다.
* 빛 : 충분한 에너지를 가진 빛의 광자는 전자를 흥분시킬 수 있습니다.
* 전기장 : 강력한 전기장은 필요한 에너지를 제공 할 수 있습니다.
2. 점프를 가로 질러 : 전자가 충분한 에너지를 얻으면 금지 된 영역을 가로 질러 점프하고 더 높은 밴드에서 빈 에너지 상태를 차지할 수 있습니다.
3. 이완 : 더 높은 에너지 밴드의 전자는 불안정하고 더 낮은 에너지 수준으로 돌아 가기를 원합니다. 다음과 같이 할 수 있습니다.
* 방출 : 빛의 광자 방출 (빛 방출).
* 충돌 : 다른 원자 또는 전자와의 충돌을 통해 에너지 상실.
중요한 점
* 양자 역학 : 원자에서 전자의 거동은 입자의 파도와 같은 특성을 설명하는 양자 역학에 의해 지배된다.
* 이산 에너지 수준 : 전자는 그 사이의 값이 아니라 특정 에너지 수준만을 차지할 수 있습니다. 이것은 전자가 에너지 수준 사이를 부드럽게 전환하기보다는 왜 점프하는지 설명합니다.
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