Intervalo de banda

intervalo de banda é a distância entre a banda de Valência dos electrões e a banda de condução. Essencialmente, o intervalo de banda representa a energia mínima que é necessária para excitar um elétron até um estado na banda de condução onde ele pode participar na condução. O nível de energia mais baixo é a banda de Valência, e assim, se existe uma lacuna entre este nível e a banda de condução de energia mais elevada, a energia deve ser introduzida para que os elétrons se tornem livres. O tamanho e a existência deste intervalo de banda permite visualizar a diferença entre condutores, Semicondutores e isoladores. Estas distâncias podem ser vistas em diagramas conhecidos como diagramas de banda, mostrados na Figura 1 abaixo.

a Figura 1. Um diagrama de abertura de banda mostrando os diferentes tamanhos de aberturas de banda para condutores, Semicondutores e isoladores.

Band Gap Size

Figura 1 acima ilustra a diferença de tamanho da banda gap para isoladores, condutores e semicondutores. O tamanho desta abertura de banda dá aos materiais algumas de suas propriedades distintas. Em isoladores, os elétrons na banda de Valência são separados por um grande intervalo de banda da banda de condução. Isto significa que existe uma grande lacuna “proibida” nas energias que impedem os elétrons da banda de valência de saltar para a banda de condução e participar na condução. Isto fornece uma explicação para a razão pela qual os isoladores não conduzem bem a eletricidade.

em condutores, a banda de Valência sobrepõe-se à banda de condução. Esta sobreposição faz com que os elétrons de Valência sejam essencialmente livres para se mover para a banda de condução e participar na condução. Uma vez que não é uma sobreposição completa, apenas uma fração dos elétrons de Valência pode se mover através do material, mas isso ainda é suficiente para fazer condutores condutores condutores condutores condutores.em semicondutores, a lacuna é pequena o suficiente para ser superada por algum tipo de excitação – talvez do sol no caso de células fotovoltaicas. A abertura é essencialmente de algum tamanho “entre” o de um condutor ou isolador. Neste modelo, um número finito de elétrons são capazes de alcançar a banda de condução e conduzir pequenas quantidades de eletricidade. A excitação deste elétron também permite processos de condução adicionais para ocorrer como resultado do buraco de elétrons deixado para trás. Um elétron de um átomo próximo pode ocupar este espaço, criando uma reação em cadeia de buracos e movimento de elétrons que cria corrente. Uma pequena quantidade de material dopante pode aumentar drasticamente a condutividade deste material.