„Tiltott sáv” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Nincs szerkesztési összefoglaló |
|||
1. sor:
{{nincs forrás}}
A '''tiltott sáv''' a [[szilárdtestfizika]] egyik alapvető fogalma, a szilárd test sávszerkezetének egy olyan tartománya, melyben az elektronállapotok tiltottak.<ref name="JSolyom_SzilFiz2">{{CitLib|szerző= [[Sólyom Jenő (fizikus)|Sólyom Jenő]] |cím= A modern szilárdtest-fizika alapjai II. |alcím= Fémek, félvezetők, szupravezetők |hely= Budapest |kiadó= ELTE Eötvös Kiadó |év= 2010 |isbn= ISBN 9789633120286}}</ref><ref name="CKittel_SzilFiz">{{CitLib|szerző= Charles Kittel |cím= Bevezetés a szilárdtest-fizikába |hely= Budapest |kiadó= Műszaki Könyvkiadó |év= 1981}}</ref> A sávszerkezet modelljében a tiltott sáv a [[vegyértéksáv]] teteje és a [[vezetési sáv]] alja között helyezkedik el. Szigorúbb értelemben véve a két említett sáv közötti (elektronvoltokban mért) energiaintervallumot is érthetjük tiltott sávon. Ez az energia megfelel annak, amit egy elektronnal minimálisan közölni kell ahhoz, hogy az a kötött állapotból a vezetési sávba lépjen, ezáltal szabad töltéshordozóvá váljon.
A vezetési sáv mérete alapvetően befolyásolja az anyag vezetési tulajdonságait. A nagy tiltott sávú anyagokat, melyek vegyértéksávja teljesen betöltött, vezetési sávja pedig üres (azaz a [[Fermi-szint]] a tiltott sávba esik), szigetelőknek nevezzük. A [[félvezető]]k tiltott sávja kisebb, míg a [[Elektromos_vezetés|vezetők]] tiltott sávja nagyon kicsi, vagy nem is létezik, mivel a vegyértéksáv és a vezetési sáv átfed egymással.
7. sor:
[[File:Bandgap in semiconductor.svg|right|thumb|Félvezető [[sávszerkezet]].]]
[[File:Band_filling_diagram.svg|right|thumb|Az anyag vezetési jellegét a sávszerkezet és a betöltöttség határozza meg.]]
A szilárdtestfizika fogalmai alapján minden szilárdtest jellemezhető egy energia-sávszerkezettel. A sávszerkezet azt jelöli, hogy mely energiaszintek tölthetők be és melyek tiltottak az elektronok számára. A sávszerkezet jellemzőivel a szilárd testek elektromos tulajdonságainak széles skálája ábrázolható, magyarázható.<ref name="JSolyom_SzilFiz2"></ref>
Félvezető és vezető anyagokban az elektronok energiaszintje bizonyos sávokban jelentkezhet, mely kijelöli a vezetési és vegyértéksávot. Tiltott sávnak nevezzük azt a sávot, mely energiaszinteken az elektron tartózkodása nem megengedett. Ezt a sávot a vegyértéksáv teteje és a vezetési sáv alja jelöli ki, melyet az elektron csak akkor képes átlépni, ha legalább a tiltott sáv nagyságának megfelelő energiát adjuk át neki. Ez történhet például [[fonon]] (hő) vagy [[foton]] (fény) elnyelésével.
29. sor:
Az alkalmazások szempontjából fontos jellemző, hogy a kérdéses anyag direkt vagy indirekt tiltott sávval rendelkezik-e. Direkt tiltott sávról akkor beszélünk, ha a vegyértéksáv teteje és a vezetési sáv alsó éle azonos pontján jelentkezik a [[Brillouin zóna|Brillouin zónának]], azaz azonos hullámszámvektor tartozik hozzájuk. Egy direkt tiltott sávot átlépő elektronnal csak a tiltott sávnak megfelelő energiát kell közölni, hogy az átmenet lehetségessé váljon. Ezzel szemben az indirekt tiltott sávú anyagokban a két sávél között nem csupán energiában, de hullámszámban is különbség van, így az átmenethez az elektronnak energiát is kell kapnia és a szükséges hullámszámkülönbséget is le kell küzdenie. Ekkor például az energiát biztosító fotonon kívül egy fononnal is kölcsönhatásba kell lépjen. Az ilyen háromrészecskés kölcsönhatások valószínűsége lényegesen kisebb, mint a direkt tiltott sávon csupán két részecske kölcsönhatásaként létrejövő átmenet. Az ötvözetlen szilícium például indirekt tiltott sávval rendelkezik, így a fent leírt tulajdonsága következtében lézerként nem alkalmazható.
==Jegyzetek==
{{reflist}}
[[Kategória:Szilárdtestfizika]]
| |||