고체의 띠 이론. 전도띠의 개념

고체의 띠 이론. 전도띠의 개념

 

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원자의 에너지 준위는

또는 원자가 갖고 있는 전자의 에너지 준위는

크게 바닥상태와 들뜬상태로 나눌 수 있습니다.

> 바닥상태: 에너지 준위가 낮은 안정한 상태.

> 들뜬상태: 에너지 준위가 높은 불안정한 상태.

 

 

금속의 경우,

수많은 원자들이 금속 결합에 의해 결합되어 있기 때문에,

각각의 원자들의 에너지 준위는

중첩되어 띠를 형성합니다.

이 때문에

바닥상태 에너지 준위를 원자가띠,

들뜬상태 에너지 준위를 전도띠라고 부릅니다.

( 관련 글: 고체의 띠 이론 https://ywpop.tistory.com/3467 )

 

 

전자가 원자가띠에 존재하고 있으면,

이것은 각각의 원자에 구속된 상태라 보면 되고,

전자가 들떠서 전도띠로 올라가면,

각각의 원자의 구속으로부터 벗어나서

금속 결정 전체를 자유로이 이동할 수 있게 됩니다.

( 자유 전자의 개념과 비슷합니다. )

이 때문에 금속은 좋은 전도체가 됩니다.

( 금속은 원자가띠와 전도띠가 일부 겹쳐있다. )

 

 

단, 전도띠에 존재하는 전자는

원자로부터 완전히 떨어져서 분리되는 이온화 개념과는 다릅니다.

 

 

예를 들면,

공항에 착륙해 있는 비행기는 원자가띠에 존재하는 전자,

공항을 이륙해서 지구 대기권 내에서 날아다니는 비행기는 전도띠에 존재하는 전자,

( 이 비행기는 언제라도 다시 공항에 착륙할 수 있습니다. )

( 그 공항이 자기 나라든 다른 나라든 상관없이 지구상 모든 나라의 공항에... )

만약 이 비행기가 지구의 인력을 벗어나서 우주로 나가버리면 이온화된 전자,

( 이 비행기는 다시는 지구로 귀환할 수 없습니다. )

이렇게 비교 설명할 수 있습니다.

 

 

 

[키워드] 전도띠 기준문서, 띠이론 기준문서