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Dans un atome isolé, l'énergie des électrons ne peut posséder que des valeurs discrètes et bien définies. Dans un solide, la situation est

intermédiaire : l'énergie d'un électron peut avoir n'importe quelle valeur à l'intérieur de certains intervalles appelés bandes d'énergies

permises, séparées par des bandes interdites. Cette représentation en bandes d'énergie est une représentation simplifiée.

Deux bandes d'énergie permises jouent un role particulier. La dernière bande complètement remplie est appelée bande de valence. La bande

d'énergie permise qui la suit est appelée bande de conduction. Elle peut être vide ou partiellement remplie. L'énergie qui sépare la bande

de valence de la bande de conduction est appelée le " gap ».

Les électrons de la bande de valence assurent les liaisons covalentes entre les atomes du réseau et sont dans des états liés. Ils ne peuvent pas participer aux phénomènes de

conduction électrique. A l'inverse, les électrons présents dans la bande de conduction peuvent se déplacer dans le réseau. Ce sont ces électrons qui sont dits " libres » qui

participent à la conduction électronique.

Les propriétés électroniques du solide dépendent donc essentiellement de la répartition des électrons dans ces deux bandes, ainsi que de la valeur du gap : dans le cas des

isolants, les deux bandes sont séparées par un gap important. Pour les conducteurs, le gap n'existe pas et la bande de conduction se superpose à une partie de la bande de

valence. Les semi-conducteurs possèdent quant à eux un gap suffisamment faible pour que des électrons aient une probabilité non négligeable de le franchir si on leur transfère une

énergie minimale, par exemple par absorption de photons ou par élévation de la température.

bande énergétique de conduction (électrons libres) bande énergétique de valence (électrons liés) " gap »

1,12 eV pour le

silicium

énergie (eV)

bande " interdite » E E

Bande de

conduction videBande de conduction vide

Bande de

valence remplieBande de valence remplie

Répartition électronique du

silicium (semi-conducteur) condensé à T =

0KRépartition électronique

Répartition électronique

du silicium (semi- conducteur) condensé à

T = 0K

E

Bande de

conduction vide

Bande de

valence remplie

Répartition électronique

E Bande de

conduction et bande de valence sont superposéesquotesdbs_dbs29.pdfusesText_35
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