価電子帯と伝導帯: 違いと比較

価電子帯は、電子が低温で材料に通常存在するバンドギャップによって区別される最高のエネルギー帯です。 伝導帯は、電子が原子核にしっかりと結合されておらず、材料の周りを自由に移動できる最低のエネルギー帯です。

主要な取り組み

1. 価電子帯は、電子が親原子に結合している固体材料のエネルギー レベルの範囲です。 伝導帯により、電子は自由に移動し、電気伝導に参加できます。
2. 導電性材料では、価電子帯と伝導帯が重なり合って電子の移動が容易になりますが、絶縁体では XNUMX つの帯の間に大きなエネルギー ギャップがあります。
3. 半導体は、価電子帯と伝導帯の間のエネルギーギャップが絶縁体よりも小さいため、さまざまな条件下で電気伝導度を制御できます。

価電子帯とは？

価電子帯は、原子構造の最外殻に存在する価電子を含むエネルギー帯として定義されます。 一般的には VB と略されます。 電子は価電子帯に存在するため、部分的または完全に満たされています。 価電子帯は、エネルギーバンド図の禁制エネルギー準位の下に存在します。 フェルミエネルギー準位の禁制エネルギーギャップは、価電子帯と伝導帯の間のエネルギーギャップとして定義されます。

価電子帯は伝導帯よりも比較的低いエネルギー準位にあります。 したがって、一定量の外部電位がこのバンドに印加されると、電子は外へ移動し、材料を効率的に伝導するためにより高いエネルギー状態に向かって移動する傾向があります。 価電子帯から出た電子は伝導帯に移動し、伝導電子になります。

伝導帯とは？

伝導帯は自由電子を含むエネルギー準位です。 これらの自由電子は、原子構造内を自由に動き回る価電子であり、熱と電気の伝導の原因となります。 伝導帯はCBと略されます。 伝導帯は、エネルギーバンド図の禁制エネルギー準位の上に存在します。

伝導帯は、材料内の電気の伝導に完全に関与しているため、その名前が付けられました。 伝導帯の電子はフェルミ エネルギーよりも高いエネルギーを持つ必要があるため、このバンドが空になったり、部分的に満たされたりすることがあります。

価電子帯と伝導帯の違い

1. 価電子帯は、伝導帯と比較して低いエネルギーレベルにあります。
2. 価電子帯は原子の最外殻に存在する価電子で構成され、伝導帯には電気の伝導を担う自由電子が含まれています。
3. 価電子帯はエネルギーバンド図の禁制エネルギーギャップ（フェルミエネルギー準位）より下に位置し、伝導帯はフェルミ準位よりも上に位置します。
4. 外部エネルギーが加えられると価電子帯に存在する電子が価電子帯を離れますが、電子は外部エネルギーの助けを借りて伝導帯に到達します。
5. 価電子帯は部分的または完全に電子で満たされていますが、伝導帯は空か部分的に電子で満たされています。

価電子帯と伝導帯の比較

比較のパラメータ	価電子帯	伝導帯
定義	原子の価電子からなるエネルギー帯	原子の自由電子からなるエネルギー帯
エネルギーバンド図の位置	フェルミエネルギー準位以下に存在	フェルミエネルギーレベルより上に存在
核戦力	価電子帯の電子は、強い核力によって核に強く結合しています。	伝導帯電子は弱い核力で原子核に弱く結合している
電子密度	価電子帯の単位体積あたりの電子数が多いため、電子密度が高い	低電子密度
電流の流れ	価電子帯には電子が存在するので、電流は流れません。	自由電子は伝導帯のどこにでも移動するため、電流が流れます。