에너지띠(energy band)

결정내 전자(結晶內電子)의 양자역학적(量子力學的)인 에너지 준위(準位)의 구조. 에너지대(帶)라고도 한다.
원자는 원자핵과 그것을 둘러싼 전자로 구성된다.
이 때의 전자는 정해진 에너지(에너지 준위)밖에 가질 수 없다.
원자가 모여 고체(혹은 액체)를 만들면 원자 때의 에너지 준위는 다른 원자의 영향을 받아 분열하여 조금씩 에너지값이 다른 다수의 준위 집합이 된다.
고체(액체)가 극단적으로 작은 크기가 아닌 한 분열된 준위는 극히 작은 에너지차로 분포하여 연속적인 에너지 분포를 가진 것으로 취급하는 것이 허용된다.
이것을 에너지띠라고 한다.
에너지띠의 너비나 에너지띠 상호관계를 종합하여 띠구조라고 부른다.
결정이 전기의 양도체가 되는가 또는 절연체가 되는가의 여부는 에너지띠를 전자가 어떻게 점유하는가에 따라 설명 할 수 있다.
양도체인 금속에서는 [그림]의 (a), 절연체에서는 (b)와 같은 띠구조를 가진다.
금속일 때는 어떤 온도에서나 전도대에 전자가 들어가 있어 전기장을 걸면 전자가 가속되어 전류가 흐르며 절연체일때는 충만대가 완전히 전자로 채워지고 전도대는 완전히 비어 있기 때문에 전류가 흐르지 않는다.
충만대 속의 각 에너지 상태는 빈틈없이 전자로 꽉 차 있어 대단히 큰 전기장을 걸어 충만대의 전자를 전도대로 들뜨게 하지 않는 한 전기장에 의한 전자의 가속은 일어나지 않는다.
충만대와 전도대 중간의 에너지를 가진 전자는 이 결정 속에는 존재할 수 없기때문에 이 영역을 금지대라 부르고 금지대의 에너지 너비를 에너지갭이라고 한다.

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