A vezetési sáv az elektronpályák azon sávja, amelybe az elektronok gerjesztéskor a valenciasávból felugorhatnak. Amikor az elektronok ezeken a pályákon vannak, elegendő energiával rendelkeznek ahhoz, hogy szabadon mozogjanak az anyagban. Az elektronok e mozgása elektromos áramot hoz létre. A valenciasáv egyszerűen egy adott anyag atomjának legkülső elektronpályája, amelyet az elektronok ténylegesen elfoglalnak. A valenciasáv legmagasabb elfoglalt energiaállapota és a vezetési sáv legalacsonyabb nem elfoglalt állapota közötti energiakülönbséget sávhézagnak nevezzük, és ez mutatja az anyag elektromos vezetőképességét. A nagy sávhézag azt jelenti, hogy a valenciaelektronok vezetési sávba történő gerjesztéséhez sok energiára van szükség. Ezzel szemben, ha a valenciasáv és a vezetési sáv átfedésben van, mint a fémekben, az elektronok könnyen át tudnak ugrani a két sáv között (lásd az 1. ábrát), ami azt jelenti, hogy az anyag nagy vezetőképességű.
A szigetelőket nagy sávhézag jellemzi, így az elektronoknak a vezetési sávba való áthelyezéséhez az áramképzéshez megfizethetetlenül nagy mennyiségű energiára van szükség. A vezetőknél átfedés van a vezetési és a valenciasáv között, így az ilyen vezetőkben a valenciaelektronok lényegében szabadok. A félvezetők viszont kis sávhézaggal rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy az anyag valenciaelektronjainak jelentős része egy bizonyos energiamennyiség mellett a vezetési sávba kerüljön. Ez a tulajdonságuk a vezetők és a szigetelők közötti vezetőképességet biztosít számukra, és részben ezért is ideálisak elektromos áramkörökhöz, mivel nem okoznak rövidzárlatot, mint a vezetők. Ez a sávhézag teszi lehetővé azt is, hogy a félvezetők a fényt elektromossággá alakítsák a fotovoltaikus cellákban, és bizonyos típusú diódákban LED-ként fényt bocsássanak ki. Mindkét folyamat a vezetési és a valenciasávok között mozgó elektronok által elnyelt vagy felszabaduló energiára támaszkodik.
Bővebb információ
További információkért lásd az alábbi kapcsolódó oldalakat:
- félvezető
- fém
- fényelektromos cella
- váltó-egyenáramú adapter
- Vagy fedezz fel egy véletlenszerű oldalt!
- Wikimedia Commons. Fájl:Izolátor-fém.svg . Elérhető: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Isolator-metal.svg
- 2.0 2.1 UC Davis ChemWiki. (2015. augusztus 14.). A félvezetők sávelmélete . Elérhető : http://chemwiki.ucdavis.edu/u_Materials/Electronic_Properties/Band_Theory_of_Semiconductors
- Bevezetés az energiasávokba . Elérhető: http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/semiconductors/energy_band_intro.php
- 4.0 4.1 Hiperfizika. (2015. augusztus 14.). Vezető energiasávok . Elérhető:http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c6
- Hiperfizika. (2015. augusztus 14.). Szigetelő energiasávok . Elérhető : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c4