نوار ممنوعه

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

در فیزیک حالت جامد نوار ممنوعه (به انگلیسی: Band gap) به مناطقی گفته می‌شود که هیچ حالت الکترونیکی نمی‌تواند وجود داشته باشد. واژه‌های معادل آن گاف نواری، گاف انرژی و نوار بدون انرژی است. در نارساناها و نیمه رساناها نوار ممنوعه اختلاف انرژی میان حد پایین نوار رسانش و حد بالای نوار ظرفیت است. این انرژی در حقیقت انرژی لازم برای آزاد کردن یک الکترون است که در خارجی‌ترین لایه الکترونی قرار داد.

نوار بدون انرژی الکترونی[ویرایش]

رابطهٔ رسانایی، نارسانایی و نیمه‌رسانایی با ضخامت نوار ممنوعه

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.

نوار بدون انرژی در سلولهای خورشیدی[ویرایش]

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]
آنتیمونید آلومینیوم 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]
کادمیم سولفید Cadmium sulfide CdS ۲٫۴۲ [۱]
کادمیم سلنید Cadmium selenide CdSe ۱٫۷۳ [۱]
تلورید کادمیم 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]

  1. 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. 
  2. 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
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ نوار ممنوعه موجود است.