Pita Energi : Definisi dan Klasifikasinya
Susunan molekul dalam padatan, cairan, dan gas tidak sama. Dalam padatan, mereka diatur erat sehingga elektron dalam atom molekul bergerak ke orbital atom tetangga. Dalam gas, pengaturan molekul tidak dekat, sedangkan, dalam cairan, itu sedang.
Oleh karena itu sebagian orbital elektron menutupi ketika atom saling mendekati. Karena penggabungan atom dalam padatan, sebagai alternatif tingkat energi tunggal, tingkat pita energi terbentuk. Himpunan tingkat energi dikemas erat yang dikenal sebagai pita Energi.
Apa itu Pita Energi?
Definisi pita energi adalah, jumlah atom dalam batu kristal dapat lebih dekat satu sama lain serta sejumlah elektron akan berinteraksi satu sama lain. Tingkat energi elektron dalam cangkang mereka dapat disebabkan karena perubahan tingkat energi mereka.
Fitur utama dari pita energi adalah bahwa keadaan energi elektron elektronik stabil dalam rentang yang berbeda. Jadi, tingkat energi atom akan berubah dalam pita konduksi & pita valensi.
Konsep Teori Pita Energi
Menurut teori Bohr, setiap cangkang dari atom mencakup jumlah energi yang terpisah pada tingkat yang berbeda. Teori ini terutama memberikan perincian tentang komunikasi elektron di antara kulit dalam dan kulit luar. Menurut teori pita energi, pita energi diklasifikasikan menjadi tiga jenis yang meliputi yang berikut.
• Pita valensi
• Celah energi terlarang
• Pita konduksi
Pita Valensi
Aliran elektron dalam atom pada tingkat energi tetap namun energi elektron kulit dalam lebih unggul daripada kulit terluar elektron. Elektron yang ada di kulit terluar dinamai sebagai elektron valensi.
Elektron-elektron ini mencakup urutan tingkat energi yang membentuk pita energi yang disebut pita valensi. Pita ini mencakup energi maksimum yang diduduki.
Pita Konduksi
Elektron valensi melekat dengan bebas menuju inti pada suhu kamar. Beberapa elektron dari elektron valensi akan meninggalkan pita dengan bebas. Jadi ini disebut elektron bebas karena mereka mengalir ke atom tetangga.
Elektron bebas ini akan mengalirkan arus dalam konduktor yang dikenal sebagai elektron konduksi. Pita yang mencakup elektron dinamakan pita konduksi dan energi yang dihabiskan ini akan semakin sedikit.
Celah Energi Terlarang
Celah terlarang adalah celah antara pita konduksi dan pita valensi. Pita ini adalah pita terlarang tanpa energi. Karenanya tidak ada aliran elektron dalam pita ini. Aliran elektron dari valensi ke konduksi akan melewati celah ini.
Jika celah ini lebih besar, maka elektron dalam pita valensi terikat kuat ke arah nukleus. Saat ini, untuk mengusir elektron dari pita ini, diperlukan sedikit gaya luar, yang setara dengan kesenjangan energi terlarang. Dalam diagram berikut, kedua pita, serta celah terlarang diilustrasikan di bawah ini. Berdasarkan ukuran celah, semikonduktor, konduktor, dan isolator terbentuk.
Jenis-jenis Pita Energi
Pita energi diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu
• Isolator
• Semikonduktor
• Konduktor
Isolator
Contoh isolator terbaik adalah kayu dan kaca. Insulator ini tidak memungkinkan aliran listrik mengalir melaluinya. Isolator memiliki konduktivitas sangat rendah & resistivitas tinggi. Pada isolator, celah energi sangat tinggi yaitu 7eV. Bahan tidak dapat menjalankan karena aliran elektron dari pita seperti valensi ke konduksi tidak layak.
Karakteristik utama isolator terutama meliputi celah energi seperti terlarang yang sangat besar. Untuk beberapa jenis isolator, ketika suhu naik, mereka mungkin menggambarkan beberapa transmisi.
Semikonduktor
Contoh semikonduktor terbaik adalah Silicon (Si) & Germanium (Ge) yang merupakan bahan yang paling banyak digunakan. Sifat listrik dari bahan-bahan ini terletak di antara semikonduktor dan juga isolator.
Gambar-gambar berikut menunjukkan diagram pita energi semikonduktor di mana pun pita konduksi dapat kosong & pita valensi terisi penuh namun celah terlarang di antara pita-pita ini adalah menit yaitu 1eV. Celah terlarang Ge adalah 0.72eV dan Si adalah 1.1eV. Oleh karena itu, semikonduktor membutuhkan sedikit konduktivitas.
Karakteristik utama semikonduktor terutama mencakup celah energi seperti yang terlarang sangat kecil. Ketika suhu semikonduktor meningkat, konduktivitas akan menurun.
Konduktor
Konduktor adalah jenis bahan di mana celah energi yang dilarang menghilang seperti pita valensi serta pita konduksi berubah menjadi sangat dekat sehingga sebagian tertutup. Contoh konduktor terbaik adalah Emas, Aluminium, Tembaga, dan Emas. Ketersediaan elektron bebas pada suhu kamar sangat besar. Diagram pita energi konduktor ditunjukkan di bawah ini.
Karakteristik utama konduktor terutama mencakup kesenjangan energi seperti yang dilarang tidak akan ada. Pita energi seperti valensi serta konduksi akan tumpang tindih. Ketersediaan elektron bebas untuk konduksi cukup. Konduksi akan meningkat setelah sejumlah kecil tegangan meningkat.
Jadi, ini semua tentang pengertian pita energi. Dari informasi di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahwa susunan molekul dalam zat-zat seperti padatan, cairan, dan gas berbeda. Dalam gas, molekulnya tidak dekat, dalam padatan; molekul-molekulnya diatur sangat dekat dan dalam cairan, molekul-molekulnya diatur dalam jumlah sedang.
Jadi elektron dalam atom-atom molekul cenderung mengalir ke orbital pada atom yang berdekatan. Oleh karena itu sebagian orbital elektron menutupi sementara atom mendekati bersama. Karena pencampuran atom dalam padatan, sebagai pengganti tingkat energi saja, pita energi akan terbentuk. Ini dikemas erat dan itu disebut pita energi.
