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バンドギャップ

反結合性軌道自由電子に関係する伝導帯と結合性軌道束縛電子に関係する充満帯電子があります1)2)伝導帯充満帯エネルギーバンドギャ3)といいます絶縁体たとえばダイヤモンド4)バンドギャ6eVと大きく真性半導体ゲルマニウム5)0.7eVケイ6)では1.1eVとなります

物質の中の電子それぞれの固有のエネルギーもちますその電子エネルギーの大きさは成績の順位のようなものです7)そしてその勝敗はデジタル的で同点はありませんですから多くの原子からなる固体結晶中の電子エネルギー列の横並びになることはありませんしかし学校の成績が遊んでいても良い成績がとれる自由なグループ補習受ける縛られたグループにわかれるように電子そのエネルギーによって自由なグループ伝導帯と縛られたグループ充満帯にわかれますこの能力別クラス編成みたいなヤツエネルギーバンドと言いますバンドキャとはこの伝導帯と充満帯エネルギー差のことですバンドギャが大きい物質絶縁体とよびバンドギャが小さい物質半導体と呼びますバンドギャがない物質導体になりますバンドギャがあっても金属がよい導体なのはバンド電子で詰まっていないためで電子が外からの電圧で加速励起されれば高いエネルギーレベルに容易に移ります金属電気抵抗が高温になるほど増加するのは励起によってもともと電子がたくさんある電導帯に移り電子の動き鈍らせてしまうためです8)9)

(1固体状態 > 固体の性質
井上 勝也 著, 現代物理化学序説 改訂版, 培風館, (1981).
(2 > キャリアの数は?
竹内淳, 高校数学でわかる半導体の原理, 講談社ブルーバックス, (2007).
(3バンドギャップ(ε [ジュール].
(4ダイヤモンドC, FW = 12.011 g/mol, (化学種).
(5ゲルマニウムGe, FW = 72.59 g/mol, (化学種).
(6ケイ素SiliconSi, FW = 28.0855 g/mol, (化学種).
(7固体状態 > 固体の性質
井上 勝也 著, 現代物理化学序説 改訂版, 培風館, (1981).
(8無機固体化学,物質化学工学科(Aコース),etc,物質化学工学科,山形大学
E862,シラバス-山形大学, (2007).
(9 > 初歩的なバンド理論
P.A.Cox著/魚崎浩平[ほか]訳, 固体の電子構造と化学, 技報堂出版, (1989).