우리가 전도 밴드의 개념을 알고 있듯이, 이들은 전자로 채워지지 않은 다른 종류의 에너지 수준 밴드입니다. 또한 주어진 고체 재료에서 발견되는 다양한 에너지 값으로 정의 될 수 있습니다. 이 특성은 전자가 특정 원자와 분리되어 있고 재료를 통해 전하를 운반 할 수 있습니다.
이 기사에서는 반도체 및 금속 도체의 전도 밴드를 자세히 이해하여 다양한 측면을 이해할 것입니다.
전도 밴드의 의미
전도 대역은 흥분하면 에너지가 낮은 수준에서 높은 에너지 수준으로 건너 뛸 수있는 전자 궤도의 밴드로 정의 될 수 있습니다. 이 궤도에 전자가 존재하면 자유롭게 탐색하기에 충분한 에너지가 있습니다. 전자의 이러한 이동은 반도체에서 전도 대역을 형성하기 위해 전류를 일으킨다.
전자가 점유되는 임의의 재료에 존재하는 주어진 원자의 가장 외부 전자 궤도는 원자가 밴드를 생성합니다. 가장 낮은 점유 상태와 가장 높은 점유 에너지 상태 사이의 에너지 차이를 밴드 갭이라고합니다. 전기를 전도 할 재료의 잠재력을 나타냅니다. 전도 대역에서 원자가 전자를 자극하는 능력에 의해 큰 밴드 갭을 식별 할 수 있다고 결론 지을 수있다.
반면에, 전자는 원자가 결합과 전도 밴드가 서로 교차 할 때 두 개의 다른 밴드 사이에서 쉽게 점프 할 수 있습니다.
고체의 밴드 이론
고체 밴드 이론에 따르면, 겹치는 전자 쉘의 에너지 수준은 다소 변화된다. 그러나, 근처의 원자는 가장 안쪽 부분에 존재하는 전자의 에너지 수준에 영향을 미치지 않습니다. 그것은 고체의 에너지 수준 구조와 그 결과 여러 상태로 구성된 에너지 결합의 형성을 고려했다. 이 이론은 또한 금속 고체 내부에서 발생하는 전자의 양자 상태를 설명하려고 시도합니다. 다중 개별 에너지 수준은 분자를 형성하며, 이는 고체 밴드 이론에 의해 반도체의 전도 대역에 대해 정확하게 설명된다.
전자는 원자에서 각각의 에너지 궤도에 존재한다. 두 개의 다른 원자 궤도가 모여 분자의 경우 두 가지 다른 에너지 수준을 갖는 분자 궤도를 형성합니다. 그러나 고체의 경우, 약간의 공간에서 여러 라인이 제한되어 에너지 밴드라고 불리는 거대한 에너지 덩어리를 형성하는 밴드를 만듭니다.
이 이론의 도움으로 반도체, 절연체 및 도체의 기존 차이를 쉽게 시각화 할 수 있습니다. 따라서, 고체 밴드 이론은 그에 대한 통찰력있는 설명을 제공한다는 결론을 내릴 수있다.
반도체의전도 대역
원자가 밴드의 개념과 유사하게, 전도 밴드는 기존 에너지 수준에 가장 가깝고 재료의 전기 전도도를 식별하는 데 도움이됩니다. 밴드는 반도체 및 전기 절연체의 전도 대역의 경우 가장 낮은 범위의 빈 전자 상태입니다. 예를 들어, 주어진 재료의 전자 밴드 구조를 보여줄 그래프가 준비된 경우, 전도 대역이 동일하게 배치 된 상태에서 페르미 레벨 아래의 원자가 결합을 보여주는 것이 바람직하다.
반도체의 한 전도 대역은 우리가 이것을 더 잘 이해하기 위해 여기로 가져갈 수있는 예제는 다이아몬드입니다. 그것은 큰 잠재력과 도체 및 전자 장치 재료를 가진 흰색 밴드 갭 반도체에 속합니다. 반면, 게르마늄은 비교적 작은 밴드 갭 에너지를 가지고 있기 때문에 온도의 결과적인 차이를 작동시켜야합니다. 전도 밴드와 원자가의 차이는 금속의 경우 어떤 의미도 가지고 있지 않습니다. 전도 밴드 및 원자가 밴드의 특성에 기초하여 부분적으로 채워진 밴드의 경우에만 전도가 발생하기 때문이다.
금속 도체의전도 밴드
금속 도체의 경우 금속이 도체이고 어느 시점에서 두 가지 요소가 겹치기 때문에 전도 밴드 사이에 간격이 없습니다. 또한 기존 궤도에서 밀접하게 간격을 두는 전자의 지속적인 전자 공급을 용이하게한다는 점에 유의해야합니다. 따라서, 우리는 두 개체가 겹치는 두 엔티티로 인해 균형과 수집 대역 사이에 갭이 발견되지 않는다는 결론을 내릴 수 있습니다.
결론
간단히 말해서, 전도 대역은 반도체 및 금속 고체에서 다른 수준에서 다른 형태로 나타난다는 결론을 내릴 수있다. 반도체 범주로 분류 된 재료의 경우, 원자가 대역의 존재로 인해 전도 대역이 거의 없습니다. 또한 반도체의 중요성에서 전도 밴드를 이해하는 데 도움이되는 반도체 및 금속 재료의 밴드 구조와 깊이 관련이 있습니다.
하나는 밴드 갭이 0 인 반면, 다른 하나는 각각의 전도도가 도체의 특성과 절연체 사이에 있다는 것을 사용하는 비교적 작은 밴드 갭을 가지고있다. 따라서, 전도 대역은 반도체의 경우 금속 고체와 동일하지 않은 반도체의 경우 다른 형태를 취한다.
