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Concept
Bande interdite
Résumé
redresse=.9|vignette|Bandes d'un semiconducteur.
La bande interdite d'un matériau, ou gap, est l'intervalle, situé entre la bande de valence et la bande de conduction, dans lequel la densité d'états électroniques est nulle, de sorte qu'on n'y trouve pas de niveau d'énergie électronique. La largeur de bande interdite, ou band gap en anglais, est une caractéristique fondamentale des matériaux semiconducteurs ; souvent notée , elle est généralement exprimée en électronvolts (eV).
Fichier:Band filling diagram.svg|{{en}} Diagramme représentant la distribution des [[électron]]s dans les [[Théorie des bandes|bandes]] de différents types de [[matériau]]x à l'[[Équilibre thermodynamique|équilibre]]. De gauche à droite : [[métal]] ; [[semimétal]] ; [[semiconducteur]] ([[Dopage (semi-conducteur)|dopé ''p'']], [[Semi-conducteur intrinsèque|intrinsèque]], [[Dopage (semi-conducteur)|dopé ''n'']]) ; [[Isolant électrique|isolant]]. L'énergie est représentée par l'axe vertical, tandis que l'épaisseur horizontale des bandes représente la [[Densité d'états électroniques|densité d'états]]. Les métaux et semimétaux sont dépourvus de bande interdite, contrairement aux semiconducteurs et aux isolants.
La largeur de bande interdite correspond à l'énergie qu'un électron doit acquérir pour passer de la bande de valence, où il reste localisé autour d'un noyau atomique, à la bande de conduction, où il devient libre de circuler dans le cristal pour devenir un porteur de charge assurant la conductivité électrique. Elle dépend du quasi-moment associé par la relation au vecteur d'onde des électrons dans le cristal : lorsqu'elle est minimale pour le même quasi-moment entre le niveau le plus élevé de la couche de valence et le niveau le plus bas de la couche de conduction, on dit que le matériau a un gap direct, sinon, il a un gap indirect.
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