10.2
Материалы в целом делятся на три типа: металлы, изоляторы и полупроводники.
Металлы не имеют энергетической запрещенной зоны из-за перекрытия валентной и проводимой зон. Это обеспечивает свободное движение электронов, что делает металлы отличными проводниками электричества.
В отличие от них, изоляторы имеют большую энергетическую запрещенную зону, обычно превышающую 3 эВ. При температуре окружающей среды проводимость отсутствует, потому что тепловая энергия или приложенное электрическое поле недостаточны для продвижения значительного числа электронов из валентной зоны в зону проводимости, что делает их плохими проводниками.
Обычные полупроводники, такие как кремний, демонстрируют узкую энергетическую запрещенную зону около 1,1 эВ. При температуре окружающей среды значительное количество электронов может быть термически возбуждено от валентной зоны до зоны проводимости, что приводит к небольшому току.
Этот переход порождает носителей. Свободные электроны действуют как переносчики в зоне проводимости, в то время как пустоты, образующиеся из-за отсутствия электронов, известные как дырки, действуют как переносчики в валентной зоне.
Полупроводники демонстрируют умеренную проводимость, на которую влияют такие факторы, как температура, световое освещение и легирующие примеси.
Существуют различия в электропроводности материалов — металлов, полупроводников и изоляторов, которые показаны с помощью диаграмм энергетических зон.
…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.