Enerji bantları nelerdir? Katılarda enerji bant yapıları, iletkenlik bantı, valans bandı ve yasak bandı nedir, hakkında bilgi.
Katılarda Enerji Bant Yapıları
Elektronlar, atomda belli enerji düzeylerinde bulunurlar.
Atomlar bir katı kristal oluştururken, komşu atomların elektronları birbirini etkiler, enerji düzeyleri bozulur ve enerji düzeyleri üst üste gelerek yeni enerji bantları oluşur.
Katılarda atomların en dış ozbitalindeki valans elektronlarının bulunduğu banda “valans bandı” denir. Valans bantları elektronlarla kısmen veya tamamen doludurlar. Bu bantta yüksek enerji düzeyleri boş olduğu için; metale bir potansiyel uygulanırsa elektronlar üst boş enerji düzeylerine çıkarlar ve iletkenliği sağlarlar.
Valans bandının üstünde bulunan en üst enerji bandı elektronlar bakımından boştur. Valans bandının üstündeki banda da “iletkenlik bandı” denir.
Valans ve iletkenlik bantları arasında yasaklanmış bölge olarak nitelendirilen boş bir bölge vardır.
Katılarda veya yalıtkanlarda yasak enerji bandı geniştir. Valans bandı tümüyle dolu, iletkenlik bandı da tümüyle boştur. (Şekil: a)
Yarı iletkenlerde valans bandı ile iletkenlik bandı arasındaki yasak bölge, elektronların kendiliğinden atlayabileceği kadar incedir. Yasak enerji bandı iyi yarı iletken olarak bilinen silisyumda 1,1 eV, germanyumda 0,75 eV dir. (Şekil: b)
İletkenlerde iletkenlik bandı ile valans bandı kısmen üstüste binmiştir. Böylece bu durum elektronlara hareket serbestliği verir. Elektronlar, kendi termik enerjileriyle valans bandından iletkenlik bandına geçebilirler. (Şekil: c)