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充満帯 じゅうまんたいfilled band

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

充満帯
じゅうまんたい
filled band

結晶内の電子のエネルギー帯の1つ。結晶内では電子のエネルギーは離散的な量子数nとほとんど連続的な量子数 (波数) kとの関数として表わされる。 nを一定にして kを変えると,ある幅で連続的なエネルギー値をもつエネルギー帯となる。絶対零度ではエネルギーの低い帯から順に電子によって占められるが,半導体や絶縁体ではあるエネルギー帯が電子に占められて,上のエネルギー帯に電子は存在しない。電子によって完全に占められたエネルギー帯のうち,いちばんエネルギーの高い帯を充満帯と呼ぶ。結晶が共有結合によってできている場合,共有結合をする電子がこの充満帯を占めているので,これを価電子帯という。温度が高くなると充満帯の電子は熱エネルギーによって上の帯に上がり,充満帯には正孔が生じる。

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世界大百科事典内の充満帯の言及

【半導体】より

…影の部分が詰まっている)。からっぽのバンドが電気伝導に寄与できないのは当然であるが,みたされたバンド(充満帯,半導体の場合価電子帯とも呼ぶ)も電流を流せない。電流を生ずるためには電場による電子の加速が必要であるが,充満帯の状態は加速のような状態変化の起こりようもない単一の状態,いわばぎっちりと詰まって身動きのできない状態である。…

【バンド構造】より

… 電子はフェルミ粒子であるから,フェルミ分布に従って低いエネルギーから各準位にスピンの異なる2個ずつの電子が満たされていくが,絶対0度では,フェルミ準位(EF)より低い準位に結晶中の全電子が収容され,それより高い準位は空になっている。一つのエネルギー帯には結晶の単位胞の数Nの2倍の電子が収容されるが,完全に満たされたエネルギー帯(充満帯filled band。価電子帯valence bandともいう)は電流を流すことはできない。…

※「充満帯」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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