En primer lugar, ¿qué es una banda? Es una colección de niveles de energía. Cuando un electrón gira alrededor de un átomo aislado, está sujeto a fuerzas solo dentro de ese átomo. Pero, en un material, todos los átomos están muy cerca y un electrón también está sujeto a fuerzas de los otros átomos. Cada electrón tiene función de onda, que define se mueve y esta función de onda tiene una energía asociada. Dado que el electrón está siendo sometido a fuerzas por otros átomos, los electrones interactúan con otros electrones y sus funciones de onda se alteran y, por lo tanto, la energía asociada con ellos también se altera. Entonces, en lugar de estar asociados con un solo nivel de energía, los electrones están asociados con una banda si los niveles de energía. En un átomo, los electrones en la primera órbita forman un nivel de energía y los electrones en la segunda órbita forman otro nivel de energía y esto continúa.
La colección de niveles de energía asociados con los electrones de la capa externa (electrones de valencia) se llama banda de valencia. Esto es de suma importancia para determinar las propiedades eléctricas y ópticas del material. La banda de valencia puede estar completamente llena o medio llena. Nunca puede estar vacío
Ahora, si los electrones en la banda de valencia ganan suficiente energía, pueden convertirse en electrones libres. Podrán moverse libremente por todo el material. La colección de niveles de energía asociados con los electrones libres (dado que los electrones libres son responsables de la conducción son llamados electrones de conducción) se llama banda de conducción. La energía extra requerida por un electrón de valencia para moverse a la banda de conducción se llama energía prohibida. Dependiendo de la magnitud de la energía libre, podemos caracterizar los materiales como metales, aislantes y semiconductores.
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