نوار ممنوعه
در فیزیک حالت جامد به مناطقی که هیچ حالت الکترونیکی نمیتواند وجود داشته باشد٫ نوار ممنوعه گفته میشود. واژههای معادل گاف نواری٫گاف انرژی و نوار بدون انرژی است. در نارساناها و نیمه رساناها٫ نوار بدون انرژی اختلاف انرژی میان حد پایین نوار رسانش و حد بالای نوار ظرفیت است (به توضیحات شکل پایین مراجعه کنید). این انرژی در حقیقت انرژی لازم برای آزاد کردن یک الکترون است که در خارجیترین لایه الکترونی قرار داد.
محتویات |
نوار بدون انرژی الکترونی [ویرایش]
در نیمهرساناها و نارساناها نوار بدون انرژی شامل سطوح انرژیای است که الکترونها امکان برانگیزش به آنها را ندارند. این نوار در نیمهرساناها در مقایسه با نارساناها بسیار کوچکتر است. این امر باعث میشود که الکترونهای لایه ظرفیت در نیمهرساناها را بتوان به سادگی با اعمال میدانهای الکتریکی، حرارت و یا تابش نور به نوار رسانش برد. این خاصیت باعث میشود که کاربردهای متعددی برای نیم رساناها قابل پیش بینی باشد.
در سلولهای خورشیدی
نوار بدون انرژی در سلولهای خورشیدی مشخص میکند که چه مقدار از نور خورشید توسط سلول جذب خواهد شد. تبدیل کننده لومینسانس خورشیدی از یک ماده لومینسانس برای تغییر انرژی (و در نتیجه فرکانس) فوتونها و نزدیک کردن آنها به فرکانس جذب سلول، استفاده میکند.
جدول نوار بدون انرژی مواد
| نام ماده | نام ماده به انگلیسی | نشانه | نوار بدون انرژی (eV در ۳۰۰K) | مرجع |
|---|---|---|---|---|
| سیلیسیم | Silicium | Si | ۱٫۱۱ | [۱] |
| ژرمانیم | Germanium | Ge | ۰٫۶۷ | [۱] |
| سیلیسیم کاربید | Silicon carbide | SiC | ۲٫۸۶ | [۱] |
| آلومینیم فسفید | Aluminium arsenide | AlP | ۲٫۴۵ | [۱] |
| آلومینیم آرسناید | Aluminium antimonide | AlAs | ۲٫۱۶ | [۱] |
| آلومینیم آنتیمونید | Aluminium nitride | AlSb | ۱٫۶ | [۱] |
| آلومینیم نیترید | Aluminium nitride | AlN | ۶٫۳ | |
| الماس | Diamond | C | ۵٫۵ | |
| گالیم(III) فسفید | Gallium(III) phosphide | GaP | ۲٫۲۶ | [۱] |
| گالیم(III) آرسناید | Gallium(III) arsenide | GaAs | ۱٫۴۳ | [۱] |
| گالیم(III) نیترید | Gallium(III) nitride | GaN | ۳٫۴ | [۱] |
| گالیم(III) سولفید | Gallium(II) sulfide | GaS | ۲٬۵ (در K۲۹۵ ) | |
| گالیم آنتیمونید | Gallium antimonide | GaSb | ۰٫۷ | [۱] |
| ایندیم(III) فسفید | Indium(III) phosphide | InP | ۱٫۳۵ | [۱] |
| ایندیم(III) آرسناید | Indium(III) arsenide | InAs | ۰٫۳۶ | [۱] |
| اکسید زنگ | Zinc oxide | ZnO | ۳٫۳۷ | |
| سولفید زنگ | Zinc sulfide | ZnS | ۳٫۶ | [۱] |
| سلنید زنگ | [Zinc selenide | ZnSe | ۲٫۷ | [۱] |
| تلورید زنگ | Zinc telluride | ZnTe | ۲٫۲۵ | [۱] |
| سولفید کادیم | Cadmium sulfide | CdS | ۲٫۴۲ | [۱] |
| سلنید کادیم | Cadmium selenide | CdSe | ۱٫۷۳ | [۱] |
| تلوریدکادیم | Cadmium telluride | CdTe | ۱٫۴۹ | [۲] |
| سولفید سرب (II) | Lead(II) sulfide | PbS | ۰٫۳۷ | [۱] |
| سلنید سرب (II) | Lead(II) selenide | PbSe | ۰٫۲۷ | [۱] |
| تلورید سرب (II) | Lead(II) telluride | PbTe | ۰٫۲۹ | [۱] |
نوار بدون انرژی در فوتونیک و فونونیک [ویرایش]
درفوتونیک نوار بدون انرژی یا باند توقف مربوط به بازهای از فرکانسهای فوتونی است که فوتونهای دارای این فرکانس نمیتوانند از ماده عبور کنند (با صرف نظر از اثر تونل).این خاصیت در بلورهای فوتونیکی نیز آنها را آبستن کاربردهای بسیار زیادی، از جمله ساخت صفحات بازتابان نور برای برخی طول موجهای خاص، موجبرهای نانومتری و ... کرده است. در فونونیک نیز نوار بدون انرژی مفهوم مشابهی برای کریستالهای فونونی دارد.
ارجاعات [ویرایش]
- ↑ ۱٫۰۰ ۱٫۰۱ ۱٫۰۲ ۱٫۰۳ ۱٫۰۴ ۱٫۰۵ ۱٫۰۶ ۱٫۰۷ ۱٫۰۸ ۱٫۰۹ ۱٫۱۰ ۱٫۱۱ ۱٫۱۲ ۱٫۱۳ ۱٫۱۴ ۱٫۱۵ ۱٫۱۶ ۱٫۱۷ ۱٫۱۸ ۱٫۱۹ Streetman, Ben G.. Sanjay Banerjee. Solid State electronic Devices. 5th edition ed. نیوجرسی: Prentice Hall, 2000. 524. ISBN 0-13-025538-6.
- ↑ Madelung, Otfried. Semiconductors - Basic Data. 2nd rev. ed. ed. Berlin Heidelberg New York: اشپرینگر ساینس+بیزینس مدیا, 1996. ISBN 3-540-60883-4.
منابع [ویرایش]
- بلورهای فوتونیکی، سینا خراسانی، انتشارات دانشگاه شریف
- ویکیپدیای انگلیسی :Band gap
 |
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ نوار ممنوعه موجود است. |
