Energiebändermodell

Das Energiebändermodell beschreibt die Energiezustände innerhalb eines Atoms. Die Bahnen bzw. Bänder, auf denen sich die Elektronen um den Atomkern bewegen, stellen dabei die verschiedenen Energieniveaus dar. Mit steigendem Radius der Bahnen steigt auch ihr Energiewert. Der materialspezifische Abstand dieser Bahnen wird auch als Energielücke, Bandlücke oder Bandabstand bezeichnet. Entscheidend für die bindung mit anderen Atomen sind in den meisten Fällen nur die beiden äußeren Bänder eines Atoms. Auf dem Valenzband liegen die Elektronen, die Bindungen mit anderen Atomen eingehen können. Diese Valenzelektronen können aufgrund von Energieeinwirkung von außen, z. B. infolge des photovoltaischen Effektes, auf ein höheres Energieniveau angehoben werden. Das äußere Band wird als Leitungsband bezeichnet. Dort können sich die Elektronen frei bewegen und erhöhen die Leitfähigkeit des Materials. Damit ein Elektron vom Valenzband auf das Leitungsband gelangt, muss eine Energiemenge entsprechend der Energiedifferenz des Bandabstandes aufgebracht werden. Bei Isolatoren ist der Bandabstand beispielsweise so groß, dass er von Elektronen kaum überwunden werden kann. Das Material gilt dann als elektrisch nichtleitend.

Abbildung 1 zeigt qualitativ die Lage von Leitungsband und Valenzband bei Nichtleitern, Halbleitern und Leitern.

Synonym(e):

Bändermodell

Englische Übersetzung(en):

electronic band structure, band structure