DSCN2172 (2)

orbitali molekularnych mamy do czynienia z poziomami homo i lumo, to w tej teorii występuje pasmo walencyjne (najwyżej położone pasmo na którym znajdują się elektrony) i^Z^ pasmem przewodnictwa (najniżej położone, pierwsze całkowicie puste pasmo). O zdolności danego materiału do przewodnictwa lub też jej braku decyduje tak naprawdę wielkość odstępu energetycznego pomiędzy tymi dwoma poziomami. ( nie wszystkie metale) g" _y y    Nośnikami prądu elektrycznego w ciele stałym są

pasmo przewodnictwa

£

1

Pasmo walencyjne

elektrony. Jeżeli są one stłoczone na orbitalach molekularnych i nie mają możliwości przeskakiwania z jednego poziomu na inny wówczas ciało stałe określmy jako izolator. W przypadku metali I grupy głównej pasmo walencyjne jest zapełnione do połowy. Ponieważ odstępy pomiędzy poziomami energetycznymi w tym paśmie są niewielkie, to już sama temperatura powoduje, że część elektronów przeskakuje na wyższe poziomy i jest w stanie uczestniczyć w transporcie ładunku elektrycznego. W przypadku metali II grupy głównej pasmo walencyje przenika się z pasmem przewodnictwa i sytuacja wygląda ^podobnie. Istnieją jednak substancje, które mają w pełni zapełnione pasmo walencyjne, a odległość do pasma przewodnictwa jest dość znaczna, wówczas energia termiczna może być niewystarczająca by przenieść elektron z poziomu na poziom i takie substancje nazywamy izolatorami. Znany jest jeszcze jeden typ substancji. Są nimi półprzewodniki. Są to materiały w których odstęp energetyczny między pasmem przewodnictwa i pasmem walencyjnym nie jest zbyt duży. Substancje takie mogą nie wykazywać przewodnictwa w temperaturze pokojowej, jednak przewodnictwo ich pojawia się i zaczyna rosnąć w miarę wzrostu temperatury (im więcej energii dostarczymy, tym więcej elektronów przeniesiemy do pasma przewodnictwa, a im więcej przenośników ładunków, tum większe przewodnictwo)

W którym miejscu postawione są granice oddzielające od siebie przewodniki, półprzewodniki i izolatory? Kryterium pozwalającym odróżnić te Izolatory od półprzewodników są wartości przewodnictwa właściwego, oraz wielkości przerwy energetycznej pomiędzy pasmem walencyjnym, a pasmem przewodnictwa. I tak:

*    półprzewodniki posiadają wartość przewodnictwa właściwego 10"' -10 SI cm, a wielkość przerwy energetycznej to 0-3eV

*    izolatory natomiast, posiadają oporność właściwą rzędu 10‘^l2-10 Q • cm; a wielkość przerwy energetycznej zawiera się w granicach 4-6eV.

Metale nie posiadają przerwy energetycznej pomiędzy pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa, więc jedyną cechą która odróżnia je od półprzewodników i izolatorów jest spadek przewodnictwa w miarę wzrostu temperatury.

Dla tych ostatnich zależność przewodnictwa od temperatury określone jest przez zależność:

-E_r

cr = <J₀e^k“^T

W powyższym równaniu wartość Er, to tzw. Termiczna energia aktywacji przewodnictwa. Wykorzystując do opisu przewodnictwa teorię pasmową można wyprowadzić podobną zależność:

_ _ ^ _a*.r g — cr₀e

, gdzie E_g jest wielkością przerwy energetycznej pomiędzy pasmem walencyjnym, a pasmem przewodnictwa. Wielkość ta może być wyznaczona na podstawie widma absorpcji optycznej.