نوارهای هدایت و ظرفیت: تفاوت میان نسخه‌ها

در فیزیک حالت جامد، '''نوار ظرفیت''' و '''نوار رسانش''' باندهایی نزدیک به [[تراز فرمی]] هستند و در نتیجه تعیین کنندهٔ میزان [[هدایت الکتریکی]] در [[فیزیک حالت جامد|جامدها]] هستند. نوار ظرفیت بالاترین گستره از [[انرژی]] [[الکترون]] است که در آنجا الکترون‌ها به طور معمولآن‌جا در دمای [[صفر مطلق]] [[الکترون]]‌ها به‌طور معمول وجود دارند. در [[نیمه‌رسانا|نیمه‌رساناها]]ها و [[نارسانا|نارساناها]]ها نواری با انرژی بالاتر وجود دارد که به آن نوار رسانش می‌گویند و توسط [[نوار ممنوعه]] از نوار ظرفیت جدا می‌شود. در [[شبه‌فلز|شبه‌فلزات]] نوار ممنوعه وجود ندارد. در واقع فاصله‌ای بین نوار ظرفیت و نوار رسانش موجود نیست. باند هدایت کمترین گستره از حالت‌های خالی الکترونی است. در نمودار [[نظریه نوارها|نظریهٔ نوارهای]] یک ماده، نوار ظرفیت در زیر سطح فرمی قرار گرفته است،گرفته‌است، در حالی که باند هدایت در بالای آن واقع شده استشده‌است. این تمایز در [[فلزات|فلزها]] البته بی‌معنی است زیرا که بالاترین باند در مورد فلزها همیشه تا اندازه‌ای پر است، در نتیجه جانشین ویژگی‌های هر دوی نوار ظرفیت و باند انتقال است.

علت کم بودن [[رسانایی الکتریکی|هدایت الکتریکی]] در نارساناها و نیمه‌رساناها به خصوصیات باند رسانش آنهاآن‌ها برمی‌گردد. در این مواد باند رسانش به طوربه‌طور کامل پر شده استشده‌است و هیچ فضای خالی (یا سطح انرژی اشغال نشده) وجود ندارد. در نتیجه هنگام اعمال [[میدان الکتریکی]]، [[الکترون|الکترونها]]ها نمی‌توانند [[شتاب]] گرفته و با افزایش انرژی خود شروع به حرکت کنند.

در نیمه‌رساناها که گاه هدایت‌الکتریکیهدایت الکتریکی دیده می‌شود. علتبه این دلیل است که تعدادی از الکترون‌های نوار ظرفیت آن قدر انرژی بدست می‌آورند (مثلاً [[انرژی حرارتی]]) که می‌توانند از نوار ممنوعه عبور کرده و به نوار رسانش بروند. در این حالت هم الکترون‌هایی که در نوار رسانش هستند و هم حفره‌هایی که در نوار ظرفیت ایجاد شده‌اند می‌توانند باعث هدایت الکتریکی را سبب شوند.

در فلزات باند ظرفیت کاملاً پر نشده و الکترون‌ها می‌توانند به راحتی حرکت کنند. در واقع نوار رسانش یا باند هدایت نواری است که از [[نوار ظرفیت]]، [[الکترون]] می‌پذیرد.<ref>. http://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/chm729/band/cod.htm (بازیابی در ۲۹ نوامبر ۲۰۱۵)</ref> حامل‌های بار منفی [[الکترون|الکترون‌هایی]] هستند که [[انرژی]] کافی برای فرار از نوار ظرفیت و پرش به نوار رسانش را داشته‌اند. آنهاآن‌ها آزادانه در سراسر [[کریستال|شبکهٔ کریستالی]] حرکت می‌کنند و به طوربه‌طور مستقیم در [[رسانا]] سازی [[نیمه‌هادی]] نقش دارند. حامل‌های بار مثبت [[حفره الکترونی|حفره‌ها]] هستند. حضور یک حفره اشاره به این واقعیت است که در باند جایی برای یک الکترون (یعنی منفی حامل بار) وجود دارد در حالی که الکترون ثابتثابتی در آن مکان خاص وجود ندارد. از آنجاآن‌جا که الکترون پتانسیل آن را دارد که وجود داشته باشد و در عین حال وجود ندارد،نداشته باشد، از حفره به عنوان حامل مثبت شارژ هم یاد شده‌است.