10.1
Festkörper bestehen aus Atomen mit unterschiedlichen elektronischen Konfigurationen und Energieniveaus.
Wenn zwei identische isolierte Atome nahe zusammengebracht werden, führt ihre Wechselwirkung dazu, dass sich jedes Energieniveau in zwei unterschiedliche Niveaus aufspaltet.
Diese Aufspaltung ist eine Folge des Pauli-Ausschlussprinzips, das besagt, dass keine zwei Elektronen in einem Atom gleichzeitig den gleichen Energiezustand einnehmen können.
Werden mehrere Atome zu einem Festkörper zusammengeführt, spalten sich die Energieniveaus zu einem kontinuierlichen Band auf. Im interatomaren Gleichgewichtsabstand spaltet sich das Band in das Valenzband und das Leitungsband.
Bei Temperaturen zum absoluten Nullpunkt umfasst das Valenzband die Energieniveaus, die mit Elektronen gefüllt sind.
Oberhalb des Valenzbandes liegt das Leitungsband, das freie Energieniveaus enthält.
Die Energielücke zwischen diesen beiden Bändern wird als Bandlücke bezeichnet. Sie stellt die Energiedifferenz zwischen der Oberseite des Valenzbandes und der Unterseite des Leitungsbandes dar.
Isolierte Atome haben diskrete Energieniveaus, die durch das Bohr-Modell gut beschrieben werden. Und es quantifiziert die Energie eines Elektrons in e…
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