Illustrasjon av valensbånd og ledningsbånd i et materiale.
Eksempel på båndstruktur i et halvledende materiale. Det blå rektangelet er valensbåndet som er fylt med elektroner, mens det røde rektangelet er ledningsbåndet som er tomt for elektroner. Når temperaturen T øker, kan elektroner bevege seg fra valensbåndet til ledningsbåndet. Dette gjør at materialet leder elektrisk strøm bedre.
Av .
Lisens: Public domain

Et energibånd er en samling av mange mulige energitilstander for elektronene i et materiale.

Energibånd er et nyttig teoretisk verktøy for å predikere hvilke elektroniske egenskaper ulike materialer har med tanke på for eksempel elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og kompressibilitet.

Beskrivelse

Elektroner i et materiale beskrives av en fysisk teori kalt kvantemekanikk. I følge kvantemekanikk, vil elektroner befinne seg i bestemte energitilstander. En stor samling av slike energitilstander utgjør et energibånd. Dette vises i figuren. Når elektroner bytter energitilstand, flytter de seg dermed til en ny plass i energibåndet.

Kjennskap til energibånd er av stor betydning for forståelsen av de elektriske og termiske egenskapene for faste stoffer, spesielt metaller og halvledere. Energibånd illustreres ofte grafisk ved å vise energien til elektronene som funksjon av deres krystallimpuls. Krystallimpuls kan forenklet tenkes på som bevegelsesmengden til elektronet. Sentrale karakteristikker ved energibånd er:

  • Gap mellom energibånd, som vist i figuren (påvirker ledningsevnen til materialet)
  • Krumningen til energibåndet (påvirker den effektive massen til elektronene og tettheten av elektrontilstander)
  • Krysninger mellom ulike energibånd (gir informasjon om symmetrien til materialets krystallstruktur)

Man skiller vanligvis mellom valensbånd som omfatter tilstander der elektronene har sterk binding til de enkelte atomene i et stoff, og ledningsbånd der elektronene beveger seg forholdsvis fritt gjennom stoffet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg