Practica Física Clásica

CONDUCTORES, AISLANTES Y SEMICONDUCTORES

TEORIA DE BANDAS

Definición:

Al separar dos átomos considerablemente no interactúan entre sí y sus niveles de energía se pueden considerar casi nulos, o sea, como asilados pero al juntar estos dos átomos, sus orbitas exteriores empezaran a traslaparse y al llegar a una interacción bastante intensa se formas dos niveles diferentes (n). Al realizar esto con un gran número de átomos ocurre algo similar. Conforme a los átomos se acercan unos a otro, los diversos niveles de energía empiezan a dividirse, a esta división le podemos llamar Banda, y el ancho de esta banda de energía que surge de un nivel de energía atómica particular es independiente del número de átomos en un sólido. El ancho de una banda de energía depende sólo de las interacciones de vecinos cercanos, en tanto que el número de niveles dentro de la banda depende del número total de partículas interactuando.

En otras palabras esto sería lo mismo que decir que los electrones pueden ocupar un número discreto de niveles de energía, pueden tener solamente aquellas energías q caen dentro de las bandas permitidas. La banda se mueven normalmente los electrones de valencia se conoce como banda de valencia, y los electrones que se mueven libremente y conducen la corriente se mueven las bandas de conducción.

CONDUCTORES: Para los conductores la banda de conducción y la de valencia se traslapan, en este caso, el traslape favorece ya que así los electrones se mueven por toda la banda de conducción.

AISLANTES: En este caso las banda de valencia y conducción se encuentra muy bien separadas lo cual casi impide que los electrones se muevan con mayor libertad y facilidad.

SEMICONDUCTORES: En el caso de los semiconductores estas dos bandas se encuentran separadas una brecha muy estrecha y esta pequeña separación hace que sea relativamente fácil moverse, no con una gran libertad pero no les hace imposible el movimiento.

Semiconductores impurificados

Semiconductores del tipo "n":

La impurificación consiste en agregar al semiconductor átomos de otros elementos, hablamos de una contaminación de un átomo contaminante por cada 108 átomos de la red.

Una de las impurezas usadas es el Arsénico que tiene 5 electrones en la última capa, necesitando 3 para lograr la configuración estable de 8 electrones.

Poniendo en condiciones adecuadas de presión y temperatura cristales de Ge en presencia de As, el mismo desplaza a los átomos de Ge y con 4 de sus electrones forma 4 covalencias compartiendo electrones con otros cuatro átomos de Ge logrando 8 en la última capa a expensas de liberar el quinto a la red. El electrón libre que se incorpora al sólido mejora la conductividad del mismo porque se aumenta dentro del sólido el número de portadores

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