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Alt 27.03.2003, 15:56   #1   Druckbare Version zeigen
m_bond Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 92
Bändertheorie

Hallo,

kann mir hier jemand mit verständlichen Worten die Unterschiede zwischen einem Metall, Halbleiter und Isolator anhand des Bändermodells erklären? Die Erklärungen in den Büchern überschreiten irgendwie meinen geistigen Horizont.

danke

matthes
m_bond ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 27.03.2003, 16:35   #2   Druckbare Version zeigen
Easyquantum Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.486
Hi,

also es geht hier prinzipiell ertst mal um die elektrische Leitfähigkeit. Ein Stoff leitet den Strom, wenn seine Elektronen dazu in der Lage sind diesen weiterzuleiten. Dazu benötigen die Elektronen ein bestimmtes Maß an Energie bzw. Delokalisation.

Bei den Metallen schwimmen die Metallkationen in einem sogenannten Elektronengas, d.h. die Elektronen sind delokalisiert. Diese delokalisierten Elektronen besetzen ein Energieband, dabei hat jedes Elektron (Ausschlußprinzip nach Pauli) eine andere Energie. Bei einem Mol besitzt der Stoff also 6,022*1023 Elektronen, die alle leicht unterschiedliche Energien haben. Die Energiestreuung geht soweit, das das Energieniveau der Elektronen des s-Orbitals mit dem Energieniveau des p-Orbitals überlappt. Dadurch können die Elektronen leicht in einen energetisch höheren, sprich: stromleitenden Zustand übergehen.

Bei den Isolatoren haben wir es zwischen den Atomen mit kovalenten Bindungen zu tun. Die Bindungen sind gerichtet und die Elektronen befinden sich fest zwischen den Atomkernen. Zwischen dem Energieniveau der Valenzelektronen (Valenzband) und dem energetischen Zustand , in welchem die Elektronen Strom leiten können (Leitungsband), steht eine große verbotene Zone, in der sich keine Elektronen aufhalten. Daher ist es nur sehr schwer möglich, den Elektronen den Energieinhalt zu geben, um Strom zu leiten.

Bei den Halbleitern handelt es sich um Stoffe, deren Elektronen nicht ganz so fest an die Atome gebunden sind, aber sie sind auch nicht delokalisiert. Zwischen dem Valenzband, und dem Leitungsband besteht eine verbotene Zone. Diese ist aber recht klein, und durck Wärmezufuhr kann man ausreichend Energie auf die Elektronen übertragen , damit diese den Strom leiten.

Gruß, Easy...
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"Der Mensch wird nicht so sehr von dem verletzt was geschieht, als vielmehr von seiner Meinung darüber."
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