Основы зонной теории

Зонная теория твердого тела – это теория валентных электронов, движущихся в периодическом потенциальном поле кристаллической решетки.

E,эВ

Самую верхнюю из зон, частично или полностью заполненную электронами, называют валентной зоной, а ближайшую к ней незаполненную – зоной проводимости или свободной зоной.

С точки зрения зонной теории все твердые тела можно разделить на две основные группы: материалы, у которых валентная зона перекрывается зоной проводимости и материалы, у которых валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной зоной.

Ширина запрещенной зоны – минимальная энергия, необходимая для переброса валентного электрона в зону проводимости (свободную зону)

Материалы, в энергетической диаграмме которых отсутствует запрещенная зона, относятся к категории проводников, материалы с узкой запрещенной зоной (менее 3 эВ) – к категории полупроводников и материалы с широкой запрещенной зоной (более 3 эВ) – к категории диэлектриков.