teoria de bandas

TEORÍA DE BANDAS (marco teórico).
Introducción.
La teoría de bandas está basada en la mecánica cuántica y procede de la teoría de los orbitales moleculares (TOM). En esta teoría, se considera el enlace metálico como un caso extremo del enlace covalente, en el que los electrones de valencia son compartidos de forma conjunta y simultánea por todos los cationes. Desaparecen los orbitalesatómicos y se forman orbitales moleculares con energías muy parecidas, tan próximas entre ellas que todos en conjunto ocupan lo que se franja de denomina una “banda de energía”.


La banda de valencia (BV): está ocupada por los electrones de valencia de los átomos, es decir, aquellos electrones que se encuentran en la última capa o nivel energético de los átomos. Los electrones de valencia son los queforman los enlaces entre los átomos, pero no intervienen en la conducción eléctrica.
La banda de conducción (BC): está ocupada por los electrones libres, es decir, aquellos que se han desligado de sus átomos y pueden moverse fácilmente. Estos electrones son los responsables de conducir la corriente eléctrica.
En consecuencia, para que un material sea buen conductor de la corriente eléctricadebe haber poca o ninguna separación entre la BC y la BV (que pueden a llegar a solaparse), de manera que los electrones puedan saltar entre las bandas. Cuando la separación entre bandas sea mayor, el material se comportará como un aislante. En ocasiones, la separación entre bandas permite el salto entre las mismas de solo algunos electrones. En estos casos, el material se comportará como unsemiconductor. Para que el salto de electrones entre bandas en este caso se produzca deben darse alguna o varias de las siguientes situaciones:
que el material se encuentre a altas presiones, a una temperatura elevada o se le añadan impurezas (que aportan más electrones).
Entre la banda de valencia y la de conducción existe una zona denominada banda prohibida o gap, que separa ambas bandas y en la cualno pueden encontrarse los electrones.

MATERIALES Y SU CONDUCTIVIDAD
En base a la generación de bandas y el tamaño de la banda prohibida se definen escalas de conductividad las cuales son las siguientes:
MATERIAL AISLANTE
MATERIAL SEMICONDUCTOR
MATERIAL CONDUCTOR
MATERIAL SUPERCONDUCTOR


Que a su vez tienen funciones, y orígenes distintos. Enseguida se muestran algunas característicasde éstos:



AISLANTES
Cuando la separación entre bandas sea mayor, el material se comportará como un aislante. 

El aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del elemento que alberga y lo mantiene en su desplazamiento alo largo del semiconductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico.Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras. La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy grandes.
La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a quelascargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.
Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada para soportar las corrientes que están en contacto y no sobrecalentarse.


PROPIEDADES:
Los aislantes deben de tener una muy poca cantidad de electrones libres para no conducir la electricidad.
Un aislante se caracteriza portener más de 4 electrones en la capa de valencia.








SEMICONDUCTORES

La separación entre bandas permite el salto entre las mismas de solo algunos electrones. En estos casos, el material se comportará como un semiconductor. Para que el salto de electrones entre bandas en este caso se produzca deben darse alguna o varias de las siguientes situaciones: que el material se...