Vodivostní pás je pás elektronových orbitalů, do kterého mohou elektrony při excitaci přeskočit z valenčního pásu. Když se elektrony nacházejí v těchto orbitalech, mají dostatek energie, aby se mohly v materiálu volně pohybovat. Tento pohyb elektronů vytváří elektrický proud. Valenční pás je jednoduše nejvzdálenější elektronový orbital atomu určitého materiálu, který elektrony skutečně zaujímají. Energetický rozdíl mezi nejvyšším obsazeným energetickým stavem valenčního pásu a nejnižším neobsazeným stavem vodivostního pásu se nazývá pásmová mezera a udává elektrickou vodivost materiálu. Velká pásmová mezera znamená, že k excitaci valenčních elektronů do vodivostního pásu je zapotřebí velké množství energie. Naopak, pokud se valenční a vodivostní pás překrývají, jako je tomu u kovů, mohou elektrony snadno přecházet mezi oběma pásy (viz obrázek 1), což znamená, že materiál je vysoce vodivý.
Izolátory se vyznačují velkou pásmovou mezerou, takže k přesunu elektronů do vodivostního pásu za účelem vytvoření proudu je zapotřebí neúměrně velké množství energie. Vodiče mají překryv mezi vodivostním a valenčním pásem, takže valenční elektrony v takových vodičích jsou v podstatě volné. Naproti tomu polovodiče mají malou pásmovou mezeru, která při určitém množství energie umožňuje, aby se významná část valenčních elektronů materiálu přesunula do vodivostního pásu. Tato vlastnost jim dává vodivost mezi vodiči a izolanty, což je jeden z důvodů, proč jsou ideální pro elektrické obvody, protože nezpůsobí zkrat jako vodič. Tato mezera mezi pásy také umožňuje polovodičům přeměňovat světlo na elektřinu ve fotovoltaických článcích a vyzařovat světlo jako LED diody, pokud jsou vyrobeny v určitých typech diod. Oba tyto procesy jsou závislé na energii absorbované nebo uvolněné elektrony pohybujícími se mezi vodivostním a valenčním pásem.
Další čtení
Další informace naleznete na souvisejících stránkách níže:
- Polovodič
- Kov
- Fotovoltaický článek
- Adaptér střídavého proudu na stejnosměrný
- Nebo prozkoumejte náhodnou stránku!
- Wikimedia Commons. Soubor:Isolator-metal.svg . Dostupné: ………………..: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Isolator-metal.svg
- 2.0 2.1 UC Davis ChemWiki. (14. srpna 2015). Pásová teorie polovodičů . Dostupné v angličtině: http://chemwiki.ucdavis.edu/u_Materials/Electronic_Properties/Band_Theory_of_Semiconductors
- Úvod do energetických pásem . Dostupné: http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/semiconductors/energy_band_intro.php
- 4.0 4.1 Hyperfyzika. (14. srpna 2015). Energetická pásma vodičů . Dostupné:http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c6
- Hyperfyzika. (14. srpna 2015). Pásma energie izolantu . Dostupné : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c4