Hvad er et ledningsband?

Brugt i kvantemekanik henviser udtrykket ledningsbånd til et område med kombinerede orbitaler eller et bånd til elektroner i et molekyle.I modsætning til valensbåndet indeholder ledningsbåndet sjældent elektroner.I ophidsede tilstande vil elektroner flytte ind i ledningsbåndet øjeblikkeligt, før de frigiver deres energi og falder tilbage i lavere elektron -orbitaler.At forstå elektroners opførsel med hensyn til dette bånd er nyttigt til at forstå, hvordan forskellige stoffer opfører sig.I kvantemekanik behandles begrebet ledningsbåndet i båndteori.

Atomer er arrangeret med protoner mdash;positivt ladede partikler mdash;og neutroner mdash;Neutrale partikler mdash;samlet i midten.Elektroner mdash;små negativt ladede molekyler mdash;Orbit den centrale klynge, svarende til den måde, planeterne i solsystemet kredser om solen.Ligesom planeterne har elektroner indstillet kredsløb.I modsætning til planeterne kan elektroner imidlertid flytte ind i en anden bane, hvis de får nok energi.

Generelt findes elektroner i de nedre orbitaler i et atom.Elektroner vil altid fylde den laveste orbital først og kun flytte til den næste, når den første er fyldt.Denne naturlige placering kaldes Atoms jordtilstand.

Valenselektroner af et atom eller dem, der normalt findes i det yderste bånd i jordtilstandens orbitaler, er i stand til at blive delt med andre atomer.I kovalente bindinger deler valenselektroner af flere atomer deres orbitaler.De originale orbitaler af valenselektronerne slører sammen, skaber et valensbånd i molekylet.

Når elektroner får energi eller når en ophidset tilstand, kan de flytte til højere orbitaler, der findes i ledningsbåndet.Elektroner skal have nok energi til at hoppe over et ikke-elektronområde eller båndgap for at nå ledningsbåndet.Da elektroner i sidste ende foretrækker at være i jordtilstand, en gang i ledningsbåndet, frigiver de energi i form af lette fotoner og falder tilbage til deres valensbånd Orbitals.Den samlede tid, en elektron er i ledningsbåndet, er mindre end et sekund.

Electrons evne til at nå ledningsbåndet bestemmer et objekts elektriske ledningsevne.Forskellige stoffer har forskellige båndgapstørrelser, så nogle stoffer kræver mindre energi for at bevæge elektroner mellem orbitaler.For eksempel har ledere et lille båndgap, så elektroner kræver ikke meget energi for at hoppe dette minimale hul og nå ledningsbåndet.Dette er grunden til, at ledere er ideelle til udførelse af elektricitet.Omvendt har isolatorer et meget stort båndgap, så de kræver markant mere energi for elektroner for at gøre springet og dermed ikke udføre elektricitet godt.