Une bande de conduction, ou niveau de conduction, est une bande d'énergie d'un semi-conducteur où les électrons peuvent circuler librement , entraînant un transport net de charges. Lorsqu'ils sont excités, les électrons peuvent passer de la bande de valence à la bande d'orbitales électroniques appelée bande de conduction.
Les électrons possèdent suffisamment d'énergie dans ces orbitales pour se déplacer librement dans la substance. Ce mouvement d'électrons produit un courant électrique . L'orbitale électronique la plus externe, celle qu'occupent réellement les électrons dans un atome d'un matériau donné, est appelée bande de valence.
Qu'est-ce que la bande interdite ?
La bande interdite, qui mesure la conductivité électrique d'un matériau, correspond à la différence d'énergie entre l'état inoccupé le plus bas de la bande de conduction et le niveau d'énergie occupé le plus bas de la bande de valence.
Il faut beaucoup d'énergie pour exciter les électrons de valence vers la bande de conduction lorsque la bande interdite est large. En revanche, un matériau est dit très conducteur si les bandes de valence et de conduction se chevauchent, comme c'est le cas pour les métaux.
Les isolants ayant une large bande interdite, il faut une quantité d'énergie considérable pour y introduire des électrons et créer un courant. Dans les conducteurs, les électrons de valence sont quasiment libres car les bandes de conduction et de valence se chevauchent.
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D'autre part, les semi-conducteurs ont une bande interdite étroite qui, à un certain niveau d'énergie, permet à une partie importante des électrons de valence du matériau de circuler dans la bande de conduction.
Ils ont une conductivité qui se situe entre celle des conducteurs et celle des isolants en raison de cette caractéristique, ce qui contribue à leur adéquation aux circuits électriques car ils ne provoquent pas de court-circuit comme les conducteurs.
Cette bande interdite permet également aux semi-conducteurs de produire des LED lorsqu'ils sont intégrés à certains types de diodes et de convertir la lumière en énergie dans les cellules solaires. Ces deux procédés reposent sur l'énergie absorbée ou libérée par les électrons lors de leur transfert entre les bandes de conduction et de valence.
