ПОНЯТИЕ ОБ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЯХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗОНАХ

Электроны в одиночном атоме вращаются вокруг ядра по определенным орбитам, т.е. каждый электрон атома может обладать только определенным количеством энергии. Возможные значения энергии электрона называются энергетическими уровнями. Чем дальше орбита электрона находится от ядра, тем более высокий уровень энергии соответствует этой орбите. При взаимодействии атомов энергетические уровни смещаются, образуя энергетические зоны.

Энергетические уровни валентных электронов образуют валентную зону (ВЗ). Выше ВЗ расположена зона проводимости (ЗП) – это совокупность уровней свободных электронов, потерявших связь с атомом. Между ВЗ и ЗП находится запрещенная зона (ЗЗ)– зона, которая не может быть занята электронами данного вещества.

Переход электронов возможен из одной разрешенной зоны в другую при следующих условиях:

1) в другой зоне имеется хотя бы один свободный энергетический уровень;

2) у электрона достаточно энергии, чтобы преодолеть ЗЗ.

Рисунок 4 – Энергетическая диаграмма полупроводника

Если валентный электрон получил энергию для преодоления ЗЗ, то он переходит в ЗП и становится свободным носителем заряда. Если этой энергии недостаточно для преодоления ЗЗ, то электрон лишь переходит на более удаленную от ядра орбиту, а затем возвращается на свою орбиту, отдавая полученную энергию в виде электромагнитной волны.