Pasmo przewodnictwa

Pasmo zabronione

- x

 x

W

Pasmo walencyjne (podstawowe)

Model energetyczny ciała stałego

W  ciałach  stałych  o  budowie  krystalicznej  atomy  rozmieszczone  są

w  węzłach  sieci  krystalicznej  w  odległościach  porównywalnych  ze  średnicami
zewnętrznych dozwolonych orbit elektronowych tych atomów.

Stwierdzono,  Ŝe  zakaz  Pauliego  dotyczy  równieŜ  kryształu  –  czyli  nie

tylko  pojedynczego  atomu.  Oznacza  to,  ze  jednoimienne  poziomy  dozwolone
nie mogą pokrywać się. W krysztale dochodzi do „rozszczepienia” dozwolonych
poziomów  energetycznych.  –  Przy  zbliŜaniu  dwóch  atomów  poziomy
energetyczne  poszczególnych  atomów  rozsuwają  się  nieznacznie  wzdłuŜ  osi
energii.

W  sieci  krystalicznej  ciała  stałego  kaŜdy  atom  kryształu  zyskuje  na

miejsce  pojedynczego  poziomu  dozwolonego  tyle  poziomów  ile  atomów
występuje w bryle materiału.

KaŜdy  atom  bryły  wprowadza  do  innego  atomu  po  jednym  dozwolonym

poziomie  energetycznym  danego  rodzaju.  –  Powstają  całe  „pasma”
dozwolonych  poziomów  energetycznych.  Tworzy  je  tyle  podpoziomów
dyskretnych ile jest atomów w krysztale.

Rozkłady poziomów energetycznych kilku atomów.

Przedstawiony  na  rysunku  model  energetyczny  słuszny  jest  dla

wybranego  materiału,  w  temperaturze  0  K  (zero  kelwinów).    –  W  paśmie
przewodnictwa zawierającym N poziomów energetycznych nie ma elektronów.
Pasmo 

walencyjne 

tworzą 

dozwolone 

poziomy 

energetyczne 

orbit

zewnętrznych. W tym paśmie jest N poziomów, na których moŜe znajdować się
2N elektronów.

W  temperaturze  0  K  elektrony  znajdują  się  w  paśmie  walencyjnym  i  na

poziomach dozwolonych orbit niŜej połoŜonych.