Зонная энергетическая диаграмма

В твердом теле, состоящем из множества атомов, энергетические уровни отдельных атомов объединяются и образуют энергетические зоны. На рисунке ниже показаны графические зоны диэлектриков, проводников и полупроводников. По вертикальной оси диаграмы откладывается уровень энергии, которой обладают электроны.

У проводников большое количество свободных электронов, у диэлектриков валентные элек­троны удерживаются ковалентными связями, у полупроводников структура как у диэлектри­ков, но ковалентные связи значительно слабее.

В полупроводнике достаточно сравнительно небольшого количе­ства энергии, получаемой из внешней среды (температура, освещенность, сильное электриче­ское поле) чтобы электроны разорвали внутриатомные (ковалентные) связи и стали свободны­ми.

Диапазон энергий, в котором лежит энергия электрона, удерживаемого внутриатомной связью, называется зоной валентности, или валентной зоной.

Диапазон энергий, в котором лежит энергия электрона, разорвавшего внутриатомной связь и ставшего свободным, называется зоной проводимости.

Ширина запрещенной зоны определяет электропроводность материала.

Для того, чтобы электрон смог разорвать связь с ядром и стать свободным, он должен получить энергию, большую ширины запрещенной зоны.

УРОК №43