La banda de conducción es la banda de orbitales electrónicos a la que pueden saltar los electrones desde la banda de valencia cuando están excitados. Cuando los electrones están en estos orbitales, tienen suficiente energía para moverse libremente en el material. Este movimiento de electrones crea una corriente eléctrica. La banda de valencia es simplemente el orbital electrónico más externo de un átomo de cualquier material específico que los electrones ocupan realmente. La diferencia de energía entre el estado energético más alto ocupado de la banda de valencia y el estado más bajo desocupado de la banda de conducción se denomina brecha de banda y es indicativa de la conductividad eléctrica de un material. Un hueco de banda grande significa que se necesita mucha energía para excitar los electrones de valencia a la banda de conducción. Por el contrario, cuando la banda de valencia y la de conducción se solapan, como ocurre en los metales, los electrones pueden saltar fácilmente entre las dos bandas (véase la figura 1), lo que significa que el material es altamente conductor.
Los aislantes se caracterizan por tener una gran brecha de banda, por lo que se requiere una cantidad prohibitiva de energía para mover los electrones a la banda de conducción para formar una corriente. Los conductores tienen un solapamiento entre las bandas de conducción y de valencia, por lo que los electrones de valencia en estos conductores son esencialmente libres. Los semiconductores, por el contrario, tienen una pequeña brecha de banda que permite que una fracción significativa de los electrones de valencia del material se mueva a la banda de conducción dada una cierta cantidad de energía. Esta propiedad les confiere una conductividad entre los conductores y los aislantes, que es en parte la razón por la que son ideales para los circuitos eléctricos, ya que no provocan un cortocircuito como un conductor. Esta brecha de banda también permite que los semiconductores conviertan la luz en electricidad en las células fotovoltaicas y que emitan luz como LEDs cuando se convierten en ciertos tipos de diodos. Ambos procesos dependen de la energía absorbida o liberada por los electrones que se mueven entre las bandas de conducción y de valencia.
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- Wikimedia Commons. File:Aislador-metal.svg . Disponible: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Isolator-metal.svg
- 2.0 2.1 UC Davis ChemWiki. (14 de agosto de 2015). Teoría de bandas de los semiconductores . Disponible: http://chemwiki.ucdavis.edu/u_Materials/Electronic_Properties/Band_Theory_of_Semiconductors
- Introducción a las bandas de energía . Disponible:http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/semiconductors/energy_band_intro.php
- 4.0 4.1 Hiperfísica. (14 de agosto de 2015). Bandas de energía de los conductores . Disponible:http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c6
- Hiperfísica. (14 de agosto de 2015). Bandas de energía del aislante . Disponible: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c4