Een geleidingsband of geleidingsniveau is een energieband in een halfgeleider waar elektronen vrij kunnen bewegen , wat resulteert in een netto transport van lading. Wanneer elektronen geëxciteerd zijn, kunnen ze van de valentieband naar de band van elektronenorbitalen bewegen, die bekend staat als de geleidingsband.
De elektronen in deze orbitalen hebben voldoende energie om zich vrij door de stof te bewegen. Door deze beweging van elektronen wordt elektrische stroom opgewekt. De buitenste elektronenbaan waarin elektronen zich daadwerkelijk bevinden in een atoom van een bepaald materiaal, staat bekend als de valentieband.
Wat is band gap?
De bandkloof, een maat voor de elektrische geleidbaarheid van een materiaal, is het energieverschil tussen de laagste onbezette toestand van de geleidingsband en het laagste bezette energieniveau van de valentieband.
Het kost veel energie om valentie-elektronen naar de geleidingsband te exciteren wanneer de bandkloof groot is. Aan de andere kant wordt een materiaal als zeer geleidend beschouwd als de valentieband en de geleidingsband elkaar overlappen, zoals bij metalen het geval is.
Omdat isolatoren een brede bandkloof hebben, is er een onredelijk grote hoeveelheid energie nodig om elektronen naar de band te verplaatsen en een stroom te creëren. De valentie-elektronen in geleiders zijn vrijwel vrij, omdat de geleidings- en valentiebanden in deze materialen elkaar overlappen.
Lees ook: Wat is het tarief?
Halfgeleiders hebben daarentegen een smalle bandkloof, waardoor bij een bepaald energieniveau een aanzienlijk deel van de valentie-elektronen van het materiaal in de geleidingsband kan stromen.
Deze eigenschap zorgt ervoor dat ze een geleiding hebben die tussen geleiders en isolatoren ligt. Hierdoor zijn ze geschikt voor elektrische circuits, omdat ze geen kortsluiting veroorzaken zoals geleiders.
Deze bandkloof maakt het ook mogelijk om met halfgeleiders LED's te produceren wanneer ze tot specifieke soorten diodes worden gevormd, en om licht om te zetten in energie in zonnecellen. Beide processen berusten op de energie die elektronen absorberen of afgeven tijdens de overdracht tussen de geleidings- en valentiebanden.
