밴드 이론

소개글

밴드 이론에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 고립 원자 내의 전자 에너지 준위

2. 결정 내의 전자 에너지 준위

3. 에너지대와 에너지대의 겹침

4. 전도체, 반도체, 절연체.

5. 참고.

본문내용

충만히 퍼져 중복되지만 그 이상은 퍼지지 않는다.
- (3d)와 (4s) 대는 중복되고 (4s)에는 반만 전자가 채워져 있으므로 대단히 우수한 도체가 된다.

<금속의 에너지 밴드. (a:Na , b:Mg , c:Al)>
② 반도체 (Semiconductor)
- Si의 전자의 배치 (1s)2, (2s)2, (2p)6, (3s)2, (3p)2
- Si 원자를 서로 접근 시키면 (3p), (3s) 준위가 점점 벌어져 에너지대가 된다. 이때 (3p)의 한개 원자 당 6개상태중 2개 상태가 (3p)대 아래쪽으로 분포 되어 (3s)2과 공명 하면서 접근 한다.
-(3p)와 (3s)와의 교점에서 급격히 아래쪽의 에너지대에 혼합궤도를 만들게 된다.
- 따라서 이 궤도에는 전자로 충만 하게 된다.
- Si의 금지대는 1.12[eV]이므로 상온 부근에서 충만대로부터 전도대로 어느 정도의 전 자가 올라 갈 수 있어 전지 전도 현상이 나타나게 된다.


③절연체(Insulator)
- (예)이온 결합으로 되어 있는 KCl
- Cl의 전자 배치 (1s)2, (2s)2, (2p)6, (3s)2, (3p)5
최 외각(3p)준위에 폐각 (3p)6을 만들려면 1개의 전자 부족
-K의 전자 배치 (1s)2, (2s)2, (2p)6, (3s)2, (3p)6, (4s)1
(4s)준위에 가전자 1개
- 따라서 KCl은 K의 (4s)준위의 전자 1개를 Cl의 (3p)로 옮겨 Cl원자의 (3p)준위는 폐각 (3p)6을 만들게 된다.
- KCl의 절연 기구.
- N개의 Cl원자와 N개의 K언자로 된 KCl결정
- 이들 각각의 상태 준위의 수
(3s)상태에 2N*2개의 준위
(3p)상태에 6N*2, (4s)상태에 2N*2개의 준위가 있으나 KCl인 경우는 비어 있다.
- K의 (4s)상태의 전자 Nr는 Cl의 (3p)상태의 전자 5개에 합하여져 결국 (3p)준위에 는 (N+5N)*2개의 전자를 갖게 되고 K의 (4s)준위는 비어 있게 된다.
- KCl의 금지대는 약 10[eV]정도인데 이정도의 에너지를 외부에서 공급하기는 어려우 므로 절연체로 존재하게 되는 것이다.

<금속과 반도체, 절연체의 에너지 밴드 구조 비교>
5. 참고.
-http://user.dankook.ac.kr/~imlct/curri/MSE/MSE-1.ppt

키워드

밴드 이론,   에너지 겝,   band theory,   energy gap