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, że zakaz Pauliego dotyczy również 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 zbliżaniu dwóch atomów poziomy energetyczne poszczególnych atomów rozsuwają się nieznacznie wzdłuż osi energii.

W sieci krystalicznej ciała stałego każdy atom kryształu zyskuje na miejsce pojedynczego poziomu dozwolonego tyle poziomów ile atomów występuje w bryle materiału.

Każdy 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.

Pasmo przewodnictwa

W

- x

x

Pasmo zabronione

Pasmo walencyjne (podstawowe) 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 może znajdować się 2N elektronów.

W temperaturze 0 K elektrony znajdują się w paśmie walencyjnym i na poziomach dozwolonych orbit niżej położonych.