دانلود مقالات ISI درباره ساختار باند + ترجمه فارسی

ساختار باند (به انگلیسی: Band structure) یعنی ترازهایی از انرژی که الکترون می‌تواند در آنها حضور داشته باشد و با حضور نداشته باشد. به مناطقی که الکترون نمی‌تواند حضور داشته باشد منطقهٔ ممنوعه یا Band Gap می‌گویند و به مناطقی که الکترون می‌تواند حضور داشته باشد زون یا Zone می‌گویند. در اجسام خالص الکترون در باند ممنوعه قرار نمی‌گیرد ولی در اجسام ناخالص امکان حضور الکترون در باند ممنوعه هست ولی تحرک پذیری آنها صفر می‌باشد. فرض کنید در نمودار انرژی بر حسب موج که به صورت نمودار x²=y می‌باشد خطوطی به موازات محور x (موج) وجود داشته باشد که محور y (انرژی) را قطع کند. اولین سطح به وجود آمده را زون اول، دومین سطج را باند ممنوعه، سومین سطح را زون دوم، چهارمین سطج را باند ممنوعه، پنجمین سطج را زون سوم و … می‌نامیم. نوارهای الکترونیکی اربیتال‌ها در اتم، مولکول و کریستال وقتی اتم‌ها یک مولکول تشکیل می‌دهند، اربیتال‌های جدید پیوندی و ضد پیوندی شکل می‌گیرند که سطح انرژی آنها با اربیتال‌های اتمی متفاوت است. تشکیل اربیتال‌های جدید باعت بوجود آمدن چندگانگی در سطوح انرژی می‌شود. با شکل گیری جامد و نزدیکی زیاده از حد اربیتال‌ها، اربیتال‌های پیوندی نوار ظرفیت را، و اربیتال‌های ضد پیوندی نوار رسانش را بوجود می‌آورند. این اربیتال‌ها یا سطوح انرژی مجزا، در جامد تبدیل به یک نوار پیوسته می‌شوند که شامل N سطح انرژی است. N از مرتبه ۱۰۲۳ است. در کریستال یا جامدات حالت‌های الکترونیکی مکان خاصی ندارند و به علت تقارن کریستال نسبت به حرکت انتقالی ناوردا هستند. نوارهای الکترونیکی در فلزات، نارساناها و نیمه رساناها ویژگی‌های اپتیکی مواد به چگونگی پر شدن این نوارها توسط الکترون‌ها بستگی دارد. از نظر هدایت الکتریکی، بر حسب پر شدن این باندها سه گروه اصلی داریم: فلزات، نارساناها و نیمه رساناها. در فلزات نوار ظرفیت تکمیل است و قمستی از نوار رسانش نیز توسط الکترون‌ها پر شده‌است. اما قسمت خالی نوار رسانش این اجازه را به الکترون‌ها می‌دهد که با بدست آوردن کمی انرژی بتوانند آزادانه حرکت کنند. در نارساناها باند ظرفیت تکمیل است و هیچ الکترونی در باند رسانش وجود ندارد. چون اختلاف انرژی بین بالاترین حد نوار ظرفیت و پایین‌تر حد نوار رسانش زیاد است؛ که نوار ممنوعه خوانده شده، و الکترون‌ها نمی‌توانند به باند رسانش بروند و آزادانه حرکت کنند. در نیمه رساناها باند ظرفیت (در دمای صفر کلوین) پر است، اما به علت کم بودن پهنای نوار ممنوعه، اکترون‌ها با بدست آوردن کمی انرژی؛ (مثلاً از طریق حرارت)، می‌توانند به باند رسانش بروند و آزادنه حرکت کنند. نیمه رساناها با بالا رفتن دما به رسانا تبدیل می‌شوند.