固体における電気伝導の物理学とは? わかりやすく解説

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固体における電気伝導の物理学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/08 21:27 UTC 版)

絶縁体」の記事における「固体における電気伝導の物理学」の解説

絶縁体には電流流れないバンド理論において絶縁体は、半導体同じく価電子帯伝導帯の間にバンドギャップ存在する状態、またはその状態を示す物質である。金属などの電気伝導体では電子励起して伝導帯遷移することで電流流れる。バンドギャップのためにそのような態とならない物質絶縁体である。半導体よりバンドギャップの値が大きいものが絶縁体でありその間歴とした境界はない(モット絶縁体のような例外もある)。 絶縁は、電子占有された最もエネルギー準位の高い価電子帯からその上にある次のバンド伝導帯)までが大きなエネルギーギャップ隔てられているために起きる。ある十分に高い電圧絶縁破壊電圧)がかかると、電子伝導帯まで励起するのに十分なエネルギー与えられる一度この電圧越えると、その材質絶縁体であることをやめ、電荷流れるようになる。しかし、そうなったときは一般に物理的または化学的に変化し、その材料絶縁性恒久的に損なわれる絶縁体には共有結合性イオン結合性の強い物質に多い。ただし例外としてグラファイトは、層内の結合は強い共有結合であっても半金属である。電解液プラズマのようにイオンを含む液体気体では電子ではなくイオン電荷を担うため、伝導体となる。

※この「固体における電気伝導の物理学」の解説は、「絶縁体」の解説の一部です。
「固体における電気伝導の物理学」を含む「絶縁体」の記事については、「絶縁体」の概要を参照ください。

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