Ledningsbandets

Ledningsbandets är en term som används i svenska fackkällor för att referera till konduktionsbandet i fasta ämnen och de egenskaper som är knutna till detta energisegment. Denna benämning används särskilt inom solid-statefysik och elektronikkonstruktioner.

I ett kristallint material utgör ledningsbandet nästa energisegment över valensbandet. Elektroner i detta band är delokaliserade över kristallen och kan röra sig fritt, vilket gör dem till de primära bärare av elektrisk konduktivitet. Ledningsbandet ligger vanligtvis ovanför valensbandet och separeras av bandgapet i halvledare och isolatorer; i metaller överlappar ledningsbandet och valensbandet ofta, vilket gör bandgapet obetydligt eller frånvarande.

Förekomsten av elektroner i ledningsbandet regleras av temperatur och dopning. Vid ökad temperatur eller vid dopning ökar antalet elektroner i ledningsbandet, vilket ökar konduktiviteten. Lämpliga dopningar kan också flytta Fermi-nivån närmare eller in i ledningsbandet.

Ledningsbandets egenskaper bestäms av bandstrukturen: bandgapets storlek, hur banden böjer sig i E(k)-relationen och elektronernas effektiva massa. Dessa faktorer påverkar konduktiviteten och mobiliteten hos bärare av laddning i materialet.

Praktiskt har ledningsbandets egenskaper stor betydelse för tekniska tillämpningar som transistorer, dioder och solceller. Bandstrukturen och konduktionsbandets egenskaper används vid materialval och bandengineering. Metoder för att studera ledningsbandets egenskaper inkluderar fotoemission (ARPES) och optisk absorption.