¿Cuál es la energía de una banda (de conducción/valencia)?

Estoy tratando de averiguar qué determina la energía de las bandas, ya sea de conducción o de valencia. Principalmente puedo leer sobre la energía de banda prohibida, que es principalmente la diferencia entre mi C y mi V pero también hay expresiones más concisas como mi gramo ( T ) = mi gramo ( 0 ) α T 2 T + β . Según wiki, mi gramo ( 0 ) es "sólo" una constante material.

En pocas palabras: ¿Qué determina mi V y mi C ?

Considere dónde está la energía de Fermi y cómo se define.
Según en.wikipedia.org/wiki/Fermi_energy, ¿está sujeto al volumen y la cantidad de partículas? ¿Es esa la respuesta?
El modelo de Kronig-penney es un buen ejercicio. en.wikipedia.org/wiki/Particle_in_a_one-dimensional_lattice

Respuestas (1)

¡Realmente depende de qué tan profundo quieras ir! Espero mantenerlo bastante simple. Si considera un átomo, los niveles de energía están determinados por el orbital en el que se encuentra el electrón, calculado a partir de la ecuación de onda de Schrödinger. Es un concepto similar para un material, aunque complicado por la gran cantidad de átomos y las interacciones entre ellos. Cabe señalar aquí que estos niveles de energía también varían periódicamente a lo largo de la red.

Esencialmente, esto significa que Ev y Ec están determinados por la solución de la función de onda de electrones para la banda de energía más alta ocupada y más baja desocupada en el material.

Gracias, para ser un poco más precisos: las bandas son una solución de las superposiciones de (todas) las funciones de onda de los electrones, ¿o sí? No la de un solo átomo.
Voy a usar la definición de wikipedia, porque creo que lo resume bastante bien. Las bandas provienen de un solo electrón en una gran red periódica de átomos o moléculas: enlace .
Si desea profundizar aún más, el comentarista anterior que habló sobre partículas en una red unidimensional es un buen comienzo. Me temo que soy más un físico de semiconductores aplicado, si quisiera profundizar aún más, sugeriría enmarcarlo. usando una etiqueta de mecánica cuántica.
Gracias de nuevo, pasaré al artículo pero, sin embargo, antes de eso, me gustaría plantear una pregunta: Esto significa que estas bandas ya emergen incluso sin la presencia de ningún electrón. Por lo tanto, es solo el resultado de la presencia de los núcleos entonces. No esperaba eso. Como físico de semiconductores aplicado, me gustaría hacerle otra pregunta :) ¿Las bandas dependen de la temperatura? Hasta ahora, solo veo alguna dependencia de la temperatura para la energía fermi, pero es muy probable que supervise algo (?).
Lo siento, no estoy seguro de entender completamente: las bandas no estarían allí si no hubiera un electrón, ya que la función de onda se basa en electrones y el efecto de los núcleos sobre ellos. En cuanto a la dependencia de la temperatura, un cambio de temperatura cambiará la vibración de la red, lo que significa que las bandas también cambiarán.
De hecho, eso es obvio. ¿Sabes cómo tiene lugar esto matemáticamente (la temperatura)? Desde una perspectiva aplicada: ¿Importa que las bandas cambien con la temperatura? ¿Es sólo la brecha de banda lo que importa, o?
Lo siento, no sé las matemáticas detrás de esto! Con respecto a cualquier efecto del cambio en las bandas, a menudo es muy pequeño, por lo que es poco probable que tenga un gran efecto. Tomaré las celdas solares como ejemplo (en gran parte como mi área principal): para obtener una transferencia de carga eficiente a través de la celda, necesita una buena alineación del borde de la banda con las capas de contacto, por lo que un cambio en los niveles de la banda puede afectar esto. positiva o negativamente. Esto también puede tener un efecto en una heterounión. Sin embargo, diría que la brecha de banda juega un papel mucho más importante, o sus efectos son más obvios/más fáciles de observar.
Cuando la brecha de banda juega un papel mucho más importante resp. cuando se puede influenciar más fácilmente, entonces esto debería ser válido para las bandas también, ¿o no? Dado que la banda prohibida está sujeta a las bandas de conducción y valencia. Uno de ellos, o ambos en paralelo de alguna manera..., debe cambiar con la temperatura.
Disculpas, no fui muy claro. Lo que quiero decir es que un cambio en la brecha de banda, que afecta el voltaje de circuito abierto, será un cambio mucho más obvio que los bordes de banda no coincidentes. También es mucho más fácil de medir a través de una simple medición UV/Vis con temperatura.