Metallik Katılar

Bant Teorisi

Boş Dolu İletkenlik Bantı Fermi Seviyesi Li atomlarının s ve p orbitalleri arasında etkileşim mevcut Dolu Fermi Seviyesi Fermi Seviyesi: T = 0 daki HOMO düzeyi Değerlik Bantı T > 0 da, Fermi düzeyindeki e lar uyarılarak iletkenlik bantına geçer. Bu e lar elektrik alanında hareket eder.

This gives 2 bond per Si atom Silisyum Have 1000 Si atoms 4000 e- or 2000 pairs 2 pairs per Si atom Band is completely filled This gives 2 bond per Si atom

yalıtkan yarıiletken iletken Eg  6 Elmas Yalıtkan Eg  0.5 – 3 Yarıiletkenler Eg  0 İletken Metaller

Elektrik İletkenliği Metaller — Sıcaklık arttıkça iletkenlik azalır Yarıiletkenler —Sıcaklık arttıkça iletkenlik artar Yalıtkanlar— iletkenlikleri çok düşüktür Metallerde, T arttıkça atomların titreşimleri artar, bu durum iletkenliğin düşmesine neden olur. Yarıiletkenlerde, T arttıkça daha fazla elektron iletkenlik bantına geçtiğinden iletkenlik artar.

Safsızlık Yarıiletkenleri Öz Yarıiletkenler Grup 4A Band gap (eV) C 6.0 Si 1.1 Ge 0.7 Gri Sn (>13 ˚C) 0.1 Bayaz Sn (<13 ˚C) 0 Karbon 0 Safsızlık Yarıiletkenleri İletkenlik eser miktardaki safsızlık ilavesi ile kontrol edilir. Safsızlıklar Ga, Al veya As atomlarıdır. Aşılanan atom (dopant) Si atomları ile yer değiştirir. Dopant atom ya Si dan daha az elektron ( Ga veya Al) yada Si dan daha fazla elektron ( As) içerir.

p-tipi Silisyum n-tipi e- e- e- İletkenlik bandı e- e- e- Donor level Acceptor level + + + Değerlik Bandı Ga veya Al As veya Sb Donor level has electrons. Electrons promoted from donor level to conduction band. Negative electrons are charge carriers and so called n-type. Acceptor level is slightly higher in energy than Fermi level. Electrons readily promoted into acceptor level.

Light-emitting diode (LED) Bant teorisinin uygulamaları: LED ve Güneş Pilleri Light-emitting diode (LED) Converts electrical input to light output: electron in  photon out Light source with long life, low power, compact design. Applications: traffic and car lights, large displays. Solar Cell Converts light input to electrical output: photon in  electron out Renewable energy source! LED Solar Cell

_ Schematic of edge-emitting LED + Composition of p/n regions tuned to produce red & blue lasers. Green lasers (532 nm) use special optical means to double the frequency of infrared light emitted from p/n junction.

Schematic of a solar house