Proprietà elettroniche 1/4

Per determinare le proprietà elettroniche dei materiali solidi si calcola l'energia degli elettroni di valenza del sistema fisico da studiare.

Gli elettroni che si trovano nella regione vicino al nucleo difficilmente rispondono a sollecitazioni provenienti dall'esterno, e quindi non sono responsabili delle proprietà del materiale allo stesso modo degli elettroni di valenza.

Aumentando il numero degli atomi aumenta lo spessore della banda, come succede in un cristallo.

Gli elettroni allora occuperanno i livelli energeticamente permessi delle bande in ordine crescente di energia; poiché il numero di elettroni è inferiore al numero di livelli energetici permessi ci saranno dei livelli disponibili non occupati da elettroni.

Nei semiconduttori e negli isolanti, tra l'ultimo livello occupato e il primo non occupato esiste un salto di energia non permessa: questa si chiama energia di separazione o più conosciuta nel termine inglese, energia di gap. L'ultima banda in cui si trovano elettroni si chiama banda di valenza; la prima in cui non ci sono elettroni banda di conduzione.

Il valore dell'energia di gap (compresa tra qualche decimo e una decina di elettronVolt, a seconda del materiale) e il modo in cui le bande vengono riempite dagli elettroni caratterizzano in maniera distintiva il comportamento di un materiale in fase solida

Possiamo allora distinguere un conduttore da un isolante o da semiconduttore.