Kuşak Teorisi

Bant teorisi, moleküler yörünge teorisine benzer ve katılarda elektronik davranış için bir model sağlar. İki veya daha fazla atom bir molekül olmak için bir araya geldiğinde, atomik orbitallerinin ayrı enerji seviyelerinde moleküler orbitaller oluşturacak şekilde üst üste geldiğini hatırlayın. Moleküldeki atom sayısı arttıkça moleküler orbitallerin sayısı da artar.Katılar tipik olarak son derece fazla sayıda atoma sahiptir, bu nedenle tüm katı, son derece fazla sayıda yakın aralıklı moleküler orbital ile temsil edilecektir. Sonuç olarak, moleküler orbital grupları, elektronların işgal edebileceği sürekli enerji aralıkları veya bantları olarak düşünülebilecek kadar yakın yerleştirilecektir. Moleküler orbitaller gibi, bu bantlar da enerji boşluklarıyla ayrılır.Boşluklar çok genişse, elektronlar geçemez. Bakır gibi iletkenlerde değerlik elektronları, birçok boş yörüngeye sahip bir bant içindedir. Valans elektronları, orbitaller arasında kolayca hareket edebilir ve elektronların katı içinden serbestçe akmasına izin verir.Bu mobil elektronlar, katının iyi elektriksel iletkenliğinden sorumludur. Yarı iletken ve yalıtkan modelleri iki bandı dikkate alır:değerlik bandı, temel durumda elektronları içeren en yüksek enerji bandıdır ve iletim bandı, değerlik bandının hemen üzerindeki banttır. Değerlik bandı, iletken bandın boş yörüngelerine ulaşamazlarsa, değerlik elektronlarının katı boyunca hareket etme kabiliyetini sınırlayan boş orbitallere sahiptir veya hiç yoktur.Bu, değerlik ve iletim bantları arasında büyük bir enerji boşluğuna veya bant boşluğuna sahip cam gibi yalıtkanlarda görülen davranıştır. Bu nedenle yalıtkanlar zayıf elektriksel iletkenlik sergiler. Bant aralığı küçükse, değerlik elektronları iletim bandına uyarılabilir ve oradaki boş orbitaller arasında serbestçe hareket edebilir.Uyarılmış elektronların geride bıraktığı boş orbitaller, elektronların değerlik bandı içinde hareket etmesini de kolaylaştırır. Bu, silikon gibi yarı iletkenlerde görülen, metallerden daha az iletken ancak yalıtkanlardan daha iletken olan davranıştır.