Quelle est la différence entre une bande d'énergie et une bande interdite d'énergie?


Réponse 1:

Les bandes d'énergie sont la gamme particulière d'énergie, qui englobe toutes les valeurs énergétiques possibles des électrons. Alors que la bande interdite est la différence entre deux bandes d'énergie consécutives, c'est-à-dire la différence entre la valeur la plus basse de la bande d'énergie supérieure moins la valeur la plus élevée de la bande d'énergie inférieure. Aucun électron ne peut résider sur la bande interdite. Tous sont contenus par les niveaux d'énergie de la bande. Les rectangles verts et bleus sont les bandes d'énergie dans l'image suivante.


Réponse 2:

Selon la bande theroy, lorsque les atomes se rapprochent pour former des métaux (ou non métaux ou semi-conducteurs), la coquille de valence de ces atomes chevauche celle de leurs voisins et les électrons de valence se localisent sur quelques noyaux.

Ainsi, les électrons n'ont plus d'énergie discrète, mais une gamme étroite d'énergies correspondant à chaque niveau d'énergie et ces gammes d'énergies sont appelées bandes d'énergie.

La bande de Valence d'un solide est la bande d'énergie des électrons de valence.

Les états vides de chaque atome s'élargissent également en une bande de niveaux (normalement vide), appelée bande de conduction.

L'écart d'énergie ou bande interdite ou espace interdit fait référence à la différence d'énergie entre le haut de la bande de valence et le bas de la bande de conduction. Les électrons ne se trouvent jamais dans les lacunes énergétiques.

Comme dans les atomes, les électrons peuvent subir une transition d'une bande d'énergie à l'autre à condition qu'ils atteignent la différence d'énergie requise. Une fois qu'un électron de la bande de valence franchit l'intervalle interdit et atteint la bande de conduction, il est disponible pour la conduction.

Par conséquent, l'intervalle interdit détermine la conductivité électrique d'un solide.

Pour les métaux,

Soit la bande de valence n'est pas complètement remplie, soit la bande de valence et la bande de conduction se chevauchent (quand je dis se chevauchent, ne pensez pas aux bandes comme des espaces où les électrons peuvent exister et ces espaces se chevauchent. Ce que je veux dire, c'est la valeur des énergies des électrons dans la bande de valence et la bande de conduction se chevauchent (c'est-à-dire un peu la même plage)). Ainsi, les électrons peuvent facilement «sauter» vers la bande de conduction, ce qui explique la forte conductivité électrique des métaux.

Pour les isolateurs,

L'intervalle interdit est supérieur à 3eV. Le "saut" vers la bande de conduction nécessite donc une énergie élevée, ce qui explique la faible conductivité électrique des isolateurs.

Pour les semi-conducteurs,

L'écart interdit est faible mais existe. Ils agissent donc comme des isolants au zéro absolu. Lorsque la température augmente, les électrons atteignent l'énergie thermique et lorsqu'ils ont atteint suffisamment d'énergie, ils "sautent" dans la bande de conduction et présentent une conductivité élevée.

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J'espère que cette réponse vous aidera.

Merci.