fisica y matematica
Páginas: 3 (706 palabras)
Publicado: 19 de julio de 2013
La banda prohibida (en inglés bandgap), en la física del estado sólido y otros campos relacionados, es la diferencia de energía entre la parte superior de la banda de valencia y la parte inferior dela banda de conducción. Está presente en aislantes y semiconductores.
La conductividad eléctrica de un semiconductor intrínseco (puro) depende en gran medida de la anchura del gap. Los únicosportadores útiles para conducir son los electrones que tienen suficiente energía térmica para poder saltar la banda prohibida, la cual se define como la diferencia de energía entre la banda de conduccióny la banda de valencia. La probabilidad de que un estado de energía esté ocupado por un electrón se calcula mediante las estadísticas de Fermi-Dirac. Una aproximación, la de Maxwell-Boltzmann, esválida también si se cumple , donde es el nivel de Fermi. La aproximación de Maxwell-Boltzmann viene dada por:
donde:
e es la función exponencial
Eg es la energía de banda prohibida
k es la constantede Boltzmann
T es la temperatura
La conductividad es un efecto no deseado, y los materiales con un ancho de banda prohibida mayor ofrecen un mejor comportamiento. En los fotodiodos de infrarrojosse usa un gap pequeño para permitir la detección de fotones de baja energía.
La banda prohibida superconductora Δ, a veces conocida como gap superconductor, a pesar de su nombre, no estárelacionada con la banda prohibida de semiconductores y aislantes, sino con la energía necesaria para romper el "enlace" que une a dos electrones que están formando un par de Cooper (mientras que cuando unelectrón se encuentra en el estado normal, su energía cinética puede ser modificada una cantidad arbitrariamente pequeña). Si la energía aplicada es inferior a 2Δ (el doble, debido a que un par secompone de dos electrones, y la banda prohibida se refiere a la energía por electrón), no es posible romper el par, y por lo tanto se puede decir que "no sucede nada" (es decir, los electrones no...
La conductividad eléctrica de un semiconductor intrínseco (puro) depende en gran medida de la anchura del gap. Los únicosportadores útiles para conducir son los electrones que tienen suficiente energía térmica para poder saltar la banda prohibida, la cual se define como la diferencia de energía entre la banda de conduccióny la banda de valencia. La probabilidad de que un estado de energía esté ocupado por un electrón se calcula mediante las estadísticas de Fermi-Dirac. Una aproximación, la de Maxwell-Boltzmann, esválida también si se cumple , donde es el nivel de Fermi. La aproximación de Maxwell-Boltzmann viene dada por:
donde:
e es la función exponencial
Eg es la energía de banda prohibida
k es la constantede Boltzmann
T es la temperatura
La conductividad es un efecto no deseado, y los materiales con un ancho de banda prohibida mayor ofrecen un mejor comportamiento. En los fotodiodos de infrarrojosse usa un gap pequeño para permitir la detección de fotones de baja energía.
La banda prohibida superconductora Δ, a veces conocida como gap superconductor, a pesar de su nombre, no estárelacionada con la banda prohibida de semiconductores y aislantes, sino con la energía necesaria para romper el "enlace" que une a dos electrones que están formando un par de Cooper (mientras que cuando unelectrón se encuentra en el estado normal, su energía cinética puede ser modificada una cantidad arbitrariamente pequeña). Si la energía aplicada es inferior a 2Δ (el doble, debido a que un par secompone de dos electrones, y la banda prohibida se refiere a la energía por electrón), no es posible romper el par, y por lo tanto se puede decir que "no sucede nada" (es decir, los electrones no...
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