Kapela mezera

kapela mezera je vzdálenost mezi valenční pásmo elektronů a vedení kapely. V podstatě mezera pásma představuje minimální energii, která je potřebná k excitaci elektronu do stavu ve vodivém pásmu, kde se může podílet na vedení. Na nižší energetickou hladinu je valenční pásmo, a tak, pokud existuje rozdíl mezi touto úrovní a vyšší energetické vedení kapely, energie, musí být vstup na elektrony, aby se stal zdarma. Velikost a existence této mezery v pásmu umožňuje vizualizovat rozdíl mezi vodiči, polovodiči a izolátory. Tyto vzdálenosti lze vidět v diagramech známých jako pásové diagramy, znázorněné na obrázku 1 níže.

Obrázek 1. Pás mezera diagram znázorňující různé velikosti pásma mezery pro vodiče, polovodiče a izolátory.

velikost mezery pásma

Obrázek 1 výše znázorňuje rozdíl ve velikosti mezery pásma pro izolátory, vodiče a polovodiče. Velikost této mezery v pásmu dává materiálům některé z jejich odlišných vlastností. V izolátorech jsou elektrony ve valenčním pásmu odděleny velkou pásmovou mezerou od vodivého pásma. To znamená, že existuje velká „zakázaná“ mezera v energiích, která brání elektronům z valenčního pásma vyskočit do vodivého pásma a účastnit se vedení. To je vysvětlení, proč izolátory nevedou elektřinu dobře.

ve vodičích se valenční pásmo překrývá s vodivým pásmem. Toto překrytí způsobuje, že valenční elektrony se v podstatě mohou volně pohybovat do vodivého pásma a podílet se na vedení. Protože to není plné překrytí, jen zlomek z valenční elektrony se mohou pohybovat skrz materiál, ale je to stále dost na to, aby vodiče vodivé.

v polovodičích je mezera dostatečně malá, že ji lze přemostit nějakým druhem buzení-možná ze Slunce v případě fotovoltaických článků. Mezera je v podstatě nějaká velikost „mezi“, která má vodič nebo izolátor. V tomto modelu je konečný počet elektronů schopen dosáhnout vodivého pásma a vést malé množství elektřiny. Excitace tohoto elektronu také umožňuje další vodivé procesy v důsledku elektronového otvoru, který zůstal pozadu. Elektron z Blízkého atomu může obsadit tento prostor a vytvořit řetězovou reakci děr a pohybu elektronů, která vytváří proud. Malé množství dopingového materiálu může drasticky zvýšit vodivost tohoto materiálu.