El tipo de enlace que forma al sólido determina las propiedades electrónicas del material.
Hielo.Fuerzas de Van der Waals.
CuarzoEnlace covalente.
Oro.Enlace metálico.
En los sólidos formados por enlaces covalentes, iónicos (sales) y por fuerzas de Van der Waals no hay electrones ni orbitales disponibles para la conducción de electricidad.
Teoría cuántica de orbitales moleculares.
La combinación de dos orbitales atómicos genera orbitales moleculares.
H
1s
H
1sEne
rgía
σ
σ*
H2
Analicemos el enlace H2
Banda de Conducción
Banda de Valencia
ConductorAu
AislanteCuarzo SiO2
Banda de Conducción
Banda de Valencia
9 eV
Banda de Conducción
Banda de Valencia
Banda de Valencia
Eg<0.5 eVConductor
Banda de Conducción
Eg>4 eVAislante
Banda de Conducción
Banda de Valencia
0.5 eV>Eg<4 eV
Semiconductor
Banda de Conducción
Banda de Valencia
1.17 eV
Cuando no hay una energía que perturbe al material, los electrones están en la banda de valencia, en su estado de mínima energía.
h+
¿Qué tipo de energía puede excitar a los electrones?
Energía Térmica
Potencial Eléctrico
Radiación electromagnética
Energía Térmica
La temperatura puede excitar a los electrones de los conductores.
La disipación de la temperatura es crucial en los microprocesadores.
Una batería puede inducir corriente eléctrica en un conductor y en un semiconductor
Los electrones se mueven hacia el déficit de electrones y los huecos se mueven hacia el exceso de electrones.
Energía Térmica
Potencial Eléctrico
Radiación electromagnética
Dependiendo del material, la luz visible puede excitar electrones
Los electrones y los huecos generan reacciones con las especies en el medio y pueden degradar materia orgánica
Radiación electromagnética
Semiconductor
Luz
3p
σ
σ*
3p
σ
σ* Banda de Conducción
Banda de Valencia
1.17 eV
Si Si
3s 3s
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
σ
σ*
σ
σ* Banda de Conducción
Banda de Valencia
1.0 eV
Introduciendo estados desocupados
Contaminando al material con elementos
σ
σ*
σ
σ* Banda de Conducción
Banda de Valencia
1.0 eV
Introduciendo estados ocupados
Contaminando al material con elementos
Banda de Conducción
Banda de Valencia
Si
Si
Si
Si
P
Si
Si
Si
Si
Semiconductor Tipo N
Banda de Conducción
Banda de Valencia
Si
Si
Si
Si
Al
Si
Si
Si
Si
Semiconductor Tipo P
Banda de Conducción
Banda de Valencia
Semiconductor Tipo PN
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