4. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории

Сущесствованик металлов, диэлектриков и полупроводников зонная теория объясняет: 1) неодинаковым заполнением электронами разрешенных зон; 2) шириной запрещенных зон.

Металлы

Самая верхняя разрешенная зона заполнена лишь часткично (рис. а). Электрон за счет теплового движения может перейти на более высокий энергетический уровень той же зоны, то есть стать свобобным и принимать участие в проводимости.

Валентная зона перекрывается свободной зоной что приводит к ее неполному заполнению (рис. б). Это характерно для щелочно-земельных элементов; их металические свойства обусловлены перекрытием валентной и свободной зон.

Валентная зона – это зона, полностью заполненная электронами. Образуется из энергетических уовней внутренних электронов свободных атомов.

Зона проводимости (свободная зона) – это зона, которая или частично заполнена электронами, или свободна. Образуется из энергетических уровней внешних "коллективизированных электронов" изолированных атомов.

Диэлектрики и полупроводники

В случае диэлектрика (рис. в) ширина запрещенной зоны несколько эВ; тепловое движение не может перебросить электроны из валентной зоны в зону проводимости.

В случае полупроводника (мал. г) ширина запрещенной зоны ~ , поэтому такой переброс возможен за счет теплового возбуждения или за счет внешнего источника, способного передать электронам энергию .