Запрещенная зона (bandgap) в твердых телах представляет собой диапазон энергий, в котором электроны не могут существовать. Это энергетический промежуток между валентной зоной — областью, заполненной электронами, и зоной проводимости — областью, способной принимать электроны.
Ширина запрещенной зоны определяет различные свойства твердых тел, такие как:
- Электропроводность: материалы с узкой запрещенной зоной являются проводниками, а с широкой — изоляторами.
- Оптические свойства: запрещенная зона определяет диапазон частот света, которые может поглощать или излучать твердое тело.
- Тепловые свойства: ширина запрещенной зоны влияет на теплопроводность и удельную теплоемкость материала.
Понимание природы запрещенной зоны имеет важное значение в таких областях, как:
- Разработка материалов: разработка полупроводников, диэлектриков и сверхпроводников.
- Оптоэлектроника: создание светоизлучающих диодов (LED), солнечных батарей и оптических коммуникационных систем.
- Электроника: проектирование электронных устройств, таких как транзисторы и интегральные схемы.
