Η βασική διαφορά μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας είναι ότι η ζώνη σθένους υπάρχει κάτω από το επίπεδο Fermi ενώ η ζώνη αγωγιμότητας υπάρχει πάνω από το επίπεδο Fermi.
Η ζώνη σθένους και η ζώνη αγωγιμότητας είναι πιο κοντά στο επίπεδο Fermi. Αυτές οι ζώνες καθορίζουν έτσι την ηλεκτρική αγωγιμότητα των στερεών υλικών. Το χημικό δυναμικό επιπέδου Fermi για τα ηλεκτρόνια ενός σώματος είναι το θερμοδυναμικό έργο που απαιτείται για την προσθήκη ενός ηλεκτρονίου στο σώμα.
Τι είναι το Valence Band;
Η ζώνη σθένους είναι η ζώνη ηλεκτρονίων από την οποία τα ηλεκτρόνια μπορούν να πηδήξουν όταν το άτομο διεγείρεται. Εδώ, τα ηλεκτρόνια πηδούν στη ζώνη αγωγιμότητας. Επομένως, βασικά, είναι το πιο εξωτερικό τροχιακό ηλεκτρονίων ενός ατόμου οποιουδήποτε υλικού που έχει ηλεκτρόνια σε αυτό. Επιπλέον, αυτός ο όρος σχετίζεται στενά με τον όρο «ηλεκτρόνιο σθένους».
Τι είναι Conduction Band;
Η ζώνη αγωγιμότητας είναι μια μετατοπισμένη ζώνη ενεργειακών επιπέδων σε ένα κρυσταλλικό στερεό που είναι εν μέρει γεμάτο με ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν μεγάλη κινητικότητα και είναι υπεύθυνα για την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Εδώ, η ζώνη αγωγιμότητας είναι η ζώνη των τροχιακών ηλεκτρονίων στην οποία τα ηλεκτρόνια μπορούν να μεταπηδήσουν όταν το άτομο διεγείρεται. Αυτά τα ηλεκτρόνια πηδούν από τη ζώνη σθένους. Όταν τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στη ζώνη αγωγιμότητας, αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν αρκετή ενέργεια για να κινούνται ελεύθερα μέσα σε ένα υλικό. Αυτή η κίνηση δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα.
Εικόνα 01: Διάγραμμα που δείχνει τη ζώνη αγωγιμότητας και τη ζώνη σθένους
Το διάκενο ζώνης είναι η διαφορά ενέργειας μεταξύ της υψηλότερης καταλαμβανόμενης ενεργειακής κατάστασης της ζώνης σθένους και της χαμηλότερης κατειλημμένης ενεργειακής κατάστασης της ζώνης αγωγιμότητας. Το διάκενο ζώνης δείχνει την ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός υλικού. Αυτό είναι; ένα μεγάλο διάκενο ζώνης σημαίνει ότι χρειαζόμαστε περισσότερη ενέργεια για να διεγείρουμε ένα ηλεκτρόνιο (από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας). Και έτσι, η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι χαμηλή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας;
Η ζώνη σθένους είναι οι ζώνες ηλεκτρονίων από τις οποίες μπορούν να πηδήξουν τα ηλεκτρόνια όταν το άτομο διεγείρεται. Εν τω μεταξύ, η ζώνη αγωγιμότητας είναι μια αποτοπισμένη ζώνη ενεργειακών επιπέδων σε ένα κρυσταλλικό στερεό που είναι εν μέρει γεμάτο με ηλεκτρόνια. Η βασική διαφορά μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας είναι ότι η ζώνη σθένους υπάρχει κάτω από το επίπεδο Fermi ενώ η ζώνη σθένους υπάρχει πάνω από το επίπεδο Fermi.
Επιπλέον, όταν ένα άτομο διεγείρεται λόγω της παροχής ενέργειας, τα ηλεκτρόνια τείνουν να μεταπηδούν στη ζώνη αγωγιμότητας από τη ζώνη σθένους. Αυτό συμβαίνει επειδή η ζώνη αγωγιμότητας βρίσκεται σε κατάσταση υψηλής ενέργειας και η ζώνη σθένους είναι σε κατάσταση χαμηλής ενέργειας.
Σύνοψη – Valence Band vs Conduction Band
Η ζώνη σθένους είναι η ζώνη ηλεκτρονίων από την οποία τα ηλεκτρόνια μπορούν να πηδήξουν όταν το άτομο διεγείρεται. Όμως, η ζώνη αγωγιμότητας είναι μια μετατοπισμένη ζώνη ενεργειακών επιπέδων σε ένα κρυσταλλικό στερεό που είναι εν μέρει γεμάτο με ηλεκτρόνια. Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας είναι ότι η ζώνη σθένους υπάρχει κάτω από το επίπεδο Fermi ενώ η ζώνη αγωγιμότητας υπάρχει πάνω από το επίπεδο Fermi.
