ساختار نواری

دانشنامه عمومی

در فیزیک حالت جامد و شیمی حالت جامد، شکاف نواری ( به انگلیسی: Band gap ) که به آن شکاف باند یا شکاف انرژی نیز گفته می شود، محدوده انرژی در یک جامد است که در آن هیچ حالت الکترونیکی وجود ندارد. در نمودارهای ساختار نواری الکترونیکی جامدات، شکاف باند به تفاوت انرژی ( اغلب یه صورت الکترون ولت بیان می شود ) بین بالای نوار ظرفیت و پایین نوار هدایت در عایق ها و نیمه هادی ها اشاره دارد. این انرژی، انرژی مورد نیاز برای انتقال یک الکترون از نوار ظرفیت به نوار هدایت است. الکترون نوار هدایت حاصله و حفره ای که در نوار ظرفیت به وجود آمده، آزادانه در شبکه بلوری حرکت می کنند و به عنوان حامل بار برای برقراری جریان الکتریکی عمل می کنند. اگر نوار ظرفیت کاملا پر و نوار هدایت کاملا خالی باشد، الکترون ها نمی توانند درون جامد حرکت کنند زیرا حالتی برای آن وجود ندارد. اگر الکترون ها نتوانند آزادانه در شبکه کریستالی حرکت کنند، به دلیل عدم تحرک حامل بار خالص، جریانی تولید نمی شود. با این حال، اگر برخی از الکترون های باند ظرفیت ( تقریبا پر ) به نوار رسانش ( تقریبا خالی ) منتقل شوند، جریان الکتریکی برقرار می شود. بنابراین، شکاف انرژی، عامل اصلی تعیین کننده هدایت الکتریکی یک جامد است. موادی که شکاف انرژی بزرگی دارند، عموما عایق هستند؛ موادی که شکاف انرژی کوچکی دارند، نیمه رسانا هستند و مواد رسانا یا دارای شکاف انرژی بسیار کوچک هستند یا شکاف انرژی ندارند. در این صورت نوار هدایت با نوار ظرفیت همپوشانی دارد و نوار پیوسته را تشکیل می دهند.
هر جامد، ساختار نوار انرژی مخصوص خود را دارد. این تنوع در ساختار، دلیل طیف گسترده ای از ویژگی های الکتریکی مشاهده شده در مواد مختلف است و بسته به ابعاد، ساختار نوار و طیف سنجی می تواند متفاوت باشد. انواع مختلف ابعاد به شرح زیر است: یک بعدی، دوبعدی و سه بعدی[ ۱]
در نیمه رساناها و عایق ها، الکترون ها به تعدادی نوار انرژی محدود می شوند و از مناطق دیگر منع می شوند، زیرا هیچ حالت الکترونیکی مجاز برای اشغال آن ها وجود ندارد. اصطلاح "شکاف باند" به اختلاف انرژی بین بالای نوار ظرفیت و پایین نوار هدایت اشاره دارد. الکترون ها می توانند از یک باند به باند دیگر بپرند. با این حال، برای اینکه یک الکترون باند ظرفیت به باند هدایت انتقال پیدا کند، به حداقل انرژی نیاز دارد. این انرزی مورد نیاز یک ویژگی ذاتی ماده جامد است. الکترون ها می توانند با جذب فونون ( گرما ) یا فوتون ( نور ) انرژی کافی برای پرش به نوار رسانایی را به دست آورند.
عکس ساختار نواریعکس ساختار نواریعکس ساختار نواری
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

بپرس