La teoría de la banda de energía establece directamente que hay un intervalo prohibido de nivel de energía (típicamente medido en eV) donde los electrones no pueden estar. Este intervalo se encuentra entre dos bandas de energía.
La parte inferior representa la banda de valencia que es donde los electrones de valencia de un sólido permanecen en el intervalo de energía de la banda general que se muestra arriba. La banda superior representa la banda de conductancia donde los electrones de la banda de valencia alcanzan esta energía al ser excitados por un fotón, o estimulados por una corriente, etc. Como puede ver, hay una brecha clara entre ambas bandas, una diferencia en energía entre los dos, esto se denota como brecha de banda para abreviar, es posible que haya escuchado este término cuando los artículos sobre grafeno tienen una brecha de banda cero.
Ahora, aparte de las definiciones, el espacio entre bandas de un material sólido es muy útil y puede usarse para interpretar muchas cosas sobre el material original. Para ponerlo en perspectiva, la banda puede determinar si el material es un conductor, semiconductor o aislante. Cuanto mayor es el intervalo de banda, más resistente es, ya que los electrones de la banda de valencia tienen que absorber mucha más energía para ingresar a la banda de conductancia y enviar una corriente eléctrica. La brecha de banda también puede determinar los espectros de absorción de un material, es decir, el grafeno es un conductor de brecha de banda cero y es capaz de absorber un espectro muy amplio de luz, más grande que la mayoría si no todos los materiales conocidos. Estoy bastante seguro de que podría investigar otras aplicaciones que le interesen, especialmente dado que la teoría de la banda de energía es necesaria para la ingeniería informática de transistores de silicio, fotovoltaicos, etc.
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Teoría de la banda para sólidos