Teoria de bandas de energia

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  • Publicado : 27 de marzo de 2011
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TEORIA DE BANDAS DE ENERGIA

El comportamiento estadístico, mecánico cuántico, de los portadores de carga eléctrica libres en un sólido, nos lleva a concluir que, por naturaleza, la energíadisponible en el interior del sólido para tales partículas está agrupada en intervalos de energía bien definidos (llamados bandas de energía permitida) separados por intervalos de energía no permitida(llamados bandas de energía prohibida).

Experimentalmente se puede comprobar y la teoría mecánico-cuántica lo sustenta, que hay dos grandes posibilidades para el modelo de bandas de energía en uncristal:

1.- La última de las bandas permitidas, la de mayores niveles energéticos, está parcialmente ocupada por los electrones libres del cristal; si es el caso, dicha banda recibe el nombre de BANDADE CONDUCCIÓN.

2.- La última de las bandas permitidas está totalmente vacía y la inmediata anterior está totalmente llena y recibe el nombre de BANDA DE VALENCIA, mientras que la superior ahora serála de conducción.

El caso 1 es propio de los llamados CONDUCTORES metálicos, con la acepción de los semimetálicos, en donde los estados cuánticos inferiores de la Banda de Conducción se traslapancon los estados cuánticos superiores de la Banda de Valencia, lo que da por resultado una sola banda de energía incompleta

El caso 2 es propio de los llamados NO CONDUCTORES, en los cuales laseparación energética entre el tope superior de la Banda de Valencia (llamado nivel de energía de valencia EV) y el fondo de la Banda de Conducción (llamado nivel de energía de conducción EC), esdeterminante del comportamiento eléctrico del cristal en cuestión. Si dicha separación energética (EC – EV = Eg), llamada ANCHO DE LA BANDA PROHIBIDA, es grande (Eg ›1 eV) se tendrá el caso de un AISLANTE;mientras que si es pequeña (Eg ˜ 1 eV) se tendrá el caso de un SEMICONDUCTOR INTÍNSECO.

Lo anterior se trata de ilustrar en la siguiente figura:

Diagrama de bandas de energía de (a) un...
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