Bant Teorisi

'Elektronik Genel Bilgi' forumunda Mavi_Sema tarafından 5 Mayıs 2009 tarihinde açılan konu

  1. Mavi_Sema

    Mavi_Sema Özel Üye

    Sponsorlu Bağlantılar
    Bant Teorisi konusu ]Bant Teorisi

    Şekil-3.1
    Maddeler elektriksel iletkenliklerine göre sınıflandırıldığında üç grupta toplanabilir:

    • İletkenler
    • Yalıtkanlar
    • Yarıiletkenler
    Şekil 3.1'de görüldüğü gibi, yarıiletkenler, iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer alır.
    İyi bir iletkenle iyi bir yalıtkanın özdirençleri arasında 1032 kadarlık bir oran vardır. Bu oldukça büyük bir değerdir. Maddeler için hiçbir özellik arasında bu kadar büyük bir fark yoktur. Sözgelimi, en yoğun maddenin yoğunluğu, en az yoğun olanınkinden 104 kadar büyüktür.
    Metallerdeki elektriksel iletkenlik, serbest elektron modeli ile açıklanabilir. Ancak bu model, tüm maddelerdeki iletkenliği açıklamada yetersiz kalır.
    Temeli modern fiziğe dayanan enerji bant modeli, her maddedeki elektriksel iletkenliği açıklayabilir.
    Modern fiziğe göre bir atomda bulunan elektronlar her enerji değerini alamaz. Belli bir ifade ile atomda belirli enerji düzeyleri vardır. Elektronlar bu düzeylere, 4 kuantum sayısından en az biri farklı olacak şekilde dağılırlar.


    BANT TEORİSİ (Devam) Şekil 3.2'de izole edilen bir atomdaki enerji düzeyleri gösterilmiştir. Şekildeki eğri çizgi, çekirdek yakınındaki elektronun potansiyel enerjisini, düz çizgiler enerji düzeylerini gösterir. Görüldüğü gibi her düzeyde, spinleri farklı iki elektron bulunur.
    İki izole atom, atomik mesafede birbirine yaklaşırsa ne olur? Bu durum bir sonraki sayfada şekil 3.3'te gösterilmiştir. Atomlar birbirinin etki alanında bulunduğundan, soldaki atomun elektronunun diğer atomun düzeyine geçme olasılığı artar. Aynı düzeyde, tüm kuantum sayıları aynı olan iki elektron bulunamayacağından bu durumda her düzey ikiye yarılır-.


    BANT TEORİSİ (Devam)



    Şekil-3.3
    İki yerine çok sayıda atom birbirine atomik mesafede bulunursa, bu durumda düzeylerdeki yarılma sayısı artar. Böylece kesikli enerji çizgileri sürekli enerji bantlarına dönüşür (Şekil 3.4).



    Şekil-3.4


    BANT TEORİSİ (Devam)


    Oluşan bantlardan, elektron bulunduran en düşük enerjili banda Valans (değerlik) bandı, bundan sonra gelen banda İletim bandı denir. Bu iki bandın altında ve üzerinde başka bantlar da yer alır. İletim ve Valans bantları arasındaki enerji aralığı, elektronların bulunma olasılığının bulunmadığı aralık olup bu bölgeye yasak enerji aralığı denir. Şekil 3.5'te; iki bant ve bunlar arasında yer alan yasak enerji aralığı [​IMG] şematik olarak gösterilmiştir.



    BANT TEORİSİ (Devam) Bir maddede enerji bandının yapısı, maddenin kristal yapısına ve atomlar arasındaki mesafeye bağlıdır.
    Karbon atomu için elektron dağılımı enerji bandı ilişkisini- inceleyelim. Her atomun kovalent bağlarında yer alan bir elektron, Valans bandında bulunuyor demektir. Tüm bağları sağlam olan karbon atomunun iletim bandı boştur. Kristal yapıdaki bir bağ koparsa 1 elektron serbest kalır. Bunun anlamı, elekronun Valans bandından iletim bandına geçmesi demektir. Bu geçiş için elektrona verilmesi gereken en küçük enerji, [​IMG] yasak enerji aralığı kadardır. (Elmas için [​IMG]). Yukarıda anlatılanlar, şematik olarak Şekil 3.6'da gösterilmiştir.


    Şekil-3.6
     

Bu Sayfayı Paylaş