La banda di valenza è la banda di energia più alta separata da un band gap in cui gli elettroni sono normalmente presenti in un materiale a basse temperature. La banda di conduzione è la banda di energia più bassa in cui gli elettroni non sono strettamente legati ai nuclei atomici e sono liberi di muoversi attorno al materiale.
Punti chiave
- La banda di valenza è l'intervallo di livelli di energia in un materiale solido in cui gli elettroni sono legati ai loro atomi genitori. La banda di conduzione consente agli elettroni di muoversi liberamente e partecipare alla conduzione elettrica.
- Nei materiali conduttivi, le bande di valenza e conduzione si sovrappongono, consentendo un facile movimento degli elettroni, mentre negli isolanti esiste un divario energetico significativo tra le due bande.
- I semiconduttori hanno un divario energetico minore tra le bande di valenza e di conduzione rispetto agli isolanti, consentendo una conduttività elettrica controllata in varie condizioni.
Cos'è la banda di valenza?
La banda di valenza è definita come la banda di energia che contiene gli elettroni di valenza presenti nel guscio più esterno di una struttura atomica. È comunemente abbreviato in VB. Gli elettroni sono presenti nella banda di valenza, quindi è parzialmente o completamente riempita. La banda di valenza è presente al di sotto del livello di energia proibito nel diagramma delle bande di energia. Il gap energetico proibito del livello energetico di Fermi è definito come il gap energetico tra la banda di valenza e la banda di conduzione.
La banda di valenza si trova a un livello di energia relativamente inferiore rispetto alla banda di conduzione. Quindi, quando una certa quantità di potenziale esterno viene applicata a questa banda, gli elettroni tendono a uscire e trasferirsi verso lo stato di energia superiore per una conduzione efficace attraverso il materiale. Gli elettroni che escono dalla banda di valenza vanno nella banda di conduzione e diventano gli elettroni di conduzione.
Cos'è la banda di conduzione?
La banda di conduzione è il livello di energia contenente gli elettroni liberi. Questi elettroni liberi sono elettroni di valenza che sono liberi di muoversi intorno alla struttura atomica e sono la ragione dietro la conduzione di calore ed elettricità. La banda di conduzione è abbreviata in CB. La banda di conduzione è presente al di sopra del livello di energia proibito nel diagramma delle bande di energia.
La banda di conduzione prende il nome in quanto è completamente responsabile della conduzione dell'elettricità nei materiali. Poiché gli elettroni nella banda di conduzione devono avere un'energia maggiore dell'energia di Fermi, questa banda può talvolta essere vuota o parzialmente riempita.
Differenza tra banda di valenza e banda di conduzione
- La banda di valenza è a un livello di energia inferiore rispetto alla banda di conduzione.
- La banda di valenza comprende gli elettroni di valenza presenti nel guscio più esterno di un atomo, mentre la banda di conduzione contiene elettroni liberi responsabili della conduzione dell'elettricità.
- La banda di valenza si trova al di sotto del gap energetico proibito (livello di energia di Fermi) nel diagramma delle bande di energia, mentre la banda di conduzione si trova al di sopra del livello di Fermi.
- Gli elettroni presenti nella banda di valenza la lasciano quando viene applicata un'energia esterna, mentre gli elettroni raggiungono la banda di conduzione con l'aiuto di un'energia esterna.
- La banda di valenza è parzialmente o completamente piena di elettroni, mentre la banda di conduzione è vuota o parzialmente piena di elettroni.
Confronto tra banda di valenza e banda di conduzione
| Parametri di confronto | Banda di mantovana | Banda di conduzione |
|---|---|---|
| Definizione | La banda di energia composta dagli elettroni di valenza di un atomo | La banda di energia composta da elettroni liberi di un atomo |
| Posizione nel diagramma delle bande di energia | Presente al di sotto del livello di energia di Fermi | Presente al di sopra del livello di energia di Fermi |
| Forze nucleari | Gli elettroni della banda di valenza sono fortemente legati al nucleo da forti forze nucleari | Gli elettroni della banda di conduzione sono debolmente legati al nucleo con forze nucleari deboli |
| Densità elettronica | Elevata densità elettronica poiché la banda di valenza ha più elettroni per unità di volume | Bassa densità elettronica |
| Flusso di corrente | Poiché ci sono elettroni presenti nella banda di valenza, non c'è flusso di corrente | Gli elettroni liberi si muovono ovunque nella banda di conduzione quindi c'è un flusso di corrente |
Ultimo aggiornamento: 29 luglio 2023
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Piyush Yadav ha trascorso gli ultimi 25 anni lavorando come fisico nella comunità locale. È un fisico appassionato di rendere la scienza più accessibile ai nostri lettori. Ha conseguito una laurea in scienze naturali e un diploma post-laurea in scienze ambientali. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
