Sí, una brecha de banda representa un rango de energías que un electrón no puede tener. Pero para agregar algunos detalles más, generalmente es cierto que todos los materiales han permitido energías y energías prohibidas. Un detalle importante es cómo las partículas, específicamente los electrones, ocupan estados de energía. Los electrones son peculiares porque les gusta ser ‘diferentes’ (por diferentes, la jerga técnica es que están obligados a tener diferentes números cuánticos en virtud de ser fermiones) de los electrones que se encuentran en el mismo estado de energía. Por lo tanto, ocuparán estados de mayor energía para satisfacer este deseo de ser diferentes.
La parte importante o interesante del rango que ocupan es fácilmente la parte superior, donde se encuentran los electrones más energéticos. ¿Por qué es esta la parte interesante? Debido a que aquí es donde los electrones se pueden mover potencialmente (si desea mover los electrones que están más bajos en el nivel de Fermi, también tendría que mover todos los electrones que se encuentran encima). Este nivel superior se llama el nivel de Fermi y, a menudo, es mucho más alto que incluso la temperatura ambiente (que podría ser un indicador natural de la energía más alta habitual que se puede alcanzar). Puede tomar una imagen intuitiva de por qué el nivel de Fermi es tan grande como un indicador de cuánto electrones no le gusta vivir en los mismos estados.
Ahora, si este nivel superior se encuentra en una región prohibida de energías (la brecha), los electrones en este sistema pueden llenarse hasta la parte superior de la brecha inferior, pero no pueden comenzar a llenar estados en la siguiente banda porque los electrones cuánticos ‘disgustan’ a cada uno otros no pueden impulsar su ocupación de estados energéticos tan alto. Esto agrega otra dimensión a la noción de una banda prohibida. Es una región de estados prohibidos, pero también una región que los electrones en el sistema no pueden saltar espontáneamente. El tamaño de esta brecha determina aún más si el material es un aislante o un semiconductor.
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