Susunan molekul dalam padatan, cairan , dan gas tidak sama. Dalam padatan, mereka tersusun rapat sehingga elektron-elektron di dalam atom molekul berpindah ke orbital atom tetangganya. Dalam gas, pengaturan molekulnya tidak dekat, sedangkan dalam cairan, itu sedang. Oleh karena itu, orbital elektron sebagian tertutup saat atom saling mendekat. Karena penggabungan atom dalam padatan, sebagai alternatif level energi tunggal, level pita energi terbentuk. Himpunan tingkat energi dikemas erat yang dikenal sebagai pita Energi.
Apa itu Energy Band?
Definisi pita energi adalah jumlah atom di dalamnya sebuah batu kristal dapat menjadi lebih dekat satu sama lain serta sejumlah elektron akan berinteraksi satu sama lain. Tingkat energi elektron di dalam kulitnya dapat disebabkan karena perubahan tingkat energinya. Fitur utama energi band adalah status energi elektron dalam elektronika stabil dalam rentang yang berbeda. Jadi, tingkat energi suatu atom akan berubah di pita konduksi & pita valensi.
Teori Pita Energi
Menurut teori Bohr, setiap kulit dari atom memiliki jumlah energi yang terpisah pada tingkat yang berbeda. Teori ini terutama memberikan rincian tentang komunikasi elektron antara kulit dalam dan kulit luar. Menurut teori pita energi, pita energi diklasifikasikan menjadi tiga jenis yang meliputi berikut ini.
teori pita energi
- Pita valensi
- Celah energi terlarang
- Pita konduksi
Valance Band
Aliran elektron di dalam atom dalam tingkat energi tetap namun energi elektron di kulit dalam lebih unggul daripada kulit terluar elektron. Elektron yang ada di kulit terluar dinamai sebagai elektron kelambu.
Elektron ini termasuk urutan tingkat energi yang membentuk pita energi yang disebut pita valensi. Pita ini mencakup energi yang ditempati maksimum.
Pita konduksi
Elektron valensi terikat secara longgar ke inti pada suhu kamar. Beberapa elektron dari elektron valensi akan meninggalkan pita dengan bebas. Jadi ini disebut elektron bebas karena mengalir menuju atom tetangga.
Elektron bebas ini akan mengalirkan arus dalam sebuah konduktor yang disebut elektron konduksi. Pita yang mengandung elektron dinamakan pita konduksi dan energi yang digunakan akan semakin sedikit.
Celah Terlarang
Celah terlarang adalah celah antara pita konduksi dan pita valensi. Pita ini terlarang tanpa energi. Oleh karena itu, tidak ada aliran elektron di pita ini. Aliran elektron dari valensi ke konduksi akan melewati celah ini.
Jika celah ini lebih besar, elektron pada pita valensi terikat kuat ke inti. Saat ini, untuk mengusir elektron keluar dari pita ini, diperlukan sedikit gaya luar, yang setara dengan celah energi terlarang. Pada diagram berikut, dua pita, serta celah terlarang diilustrasikan di bawah ini. Berdasarkan ukuran celah, file semikonduktor , konduktor, dan isolator terbentuk.
Jenis Pita Energi
Pita energi diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu
- Insulator
- Semikonduktor
- Konduktor
Insulator
Contoh isolator terbaik adalah kayu dan kaca. Insulator ini tidak mengizinkan aliran listrik mengalir melalui mereka. Insulator memiliki konduktivitas yang sangat rendah & resistivitas tinggi. Pada isolator, celah energinya sangat tinggi yaitu 7eV. Bahan tidak dapat bekerja karena aliran elektron dari pita seperti valensi ke konduksi tidak layak.
energi-band-in-insulator
Karakteristik utama isolator terutama mencakup celah energi seperti terlarang yang sangat besar. Untuk beberapa jenis isolator, ketika suhu naik, mereka mungkin menggambarkan beberapa transmisi.
Semikonduktor
Contoh semikonduktor terbaik adalah Silicon (Si) & Germanium (Ge) yang merupakan bahan yang paling banyak digunakan. Sifat listrik dari bahan-bahan ini terletak di antara semikonduktor dan juga isolator. Gambar berikut menunjukkan diagram pita energi semikonduktor di mana pita konduksi dapat kosong & pita valensi terisi penuh, namun jarak terlarang di antara pita ini adalah menit yaitu 1eV. Celah terlarang Ge adalah 0.72eV dan Si 1.1eV. Oleh karena itu, semikonduktor membutuhkan sedikit konduktivitas.
energi-band-in-semikonduktor
Karakteristik utama semikonduktor terutama mencakup celah energi seperti terlarang sangat kecil. Ketika suhu semikonduktor meningkat, konduktivitas akan menurun.
Konduktor
Konduktor adalah jenis bahan di mana celah energi yang dilarang menghilang seperti pita valensi dan pita konduksi berubah menjadi sangat dekat sehingga sebagian tertutup. Contoh konduktor terbaik adalah Emas, Aluminium, Tembaga, dan Emas. Ketersediaan elektron bebas pada suhu kamar sangat besar. Diagram pita energi konduktor ditunjukkan di bawah ini.
energi-band-in-konduktor
Karakteristik utama konduktor terutama mencakup celah energi seperti terlarang tidak akan ada. Pita energi seperti kelambu serta konduksi akan tumpang tindih. Ketersediaan elektron bebas untuk konduksi cukup banyak. Konduksi akan meningkat setelah sejumlah kecil tegangan meningkat.
Jadi, ini semua tentang gambaran umum pita energi . Dari informasi di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahwa susunan molekul dalam zat seperti padatan, cairan, dan gas tidak sama. Dalam gas, molekulnya tidak berdekatan, dalam padatan molekulnya tersusun sangat rapat dan dalam cairan, molekulnya tersusun moderat. Jadi elektron di dalam atom molekul cenderung mengalir ke orbital pada atom yang berdekatan. Oleh karena itu, orbital elektron sebagian menutupi sementara atom-atomnya saling mendekat. Karena pencampuran atom dalam padatan, sebagai pengganti tingkat energi saja, pita energi akan terbentuk. Ini dikemas erat dan disebut pita energi. Ini pertanyaan untuk Anda, pita energi dalam padatan?
