Tema 5

9.1. Enlace metálico.

Bibliografía: Tema 12.. Petrucci.

Los átomos metálicos están en el cristales como iones.
Los electrones restantes rodean a los iones, minimizando la RIE
Quedan libres para moverse en el cristal: conductividad.
Pueden absorber radiación de cualquier energía: opacidad.
Las capas de iones pueden deslizarse entre si, sin que haya fuerzas repulsivas adicionales.

Modelo de bandas.
N orbitales atómicos forman N orbitales moleculares.
Las diferencias de energía entre estos N o.m. es muy pequeña.
Se habla de una banda con capacidad para 2N electrones. Banda 2s de valencia.
Los electrones en esta banda estan deslocalizados a todo el cristal.
Las bandas semiocupadas conducen; las completas no.
Los electrones de los átomos metálicos ocupan los niveles mas bajos de la banda.
N átomos aportan N electrones que se sitúan en los N/2 niveles de más baja energía.
Los electrones se excitan con facilidad a niveles vacíos y se mueven en el cristal.
El Li es conductor ya que la banda 2s es de valencia y de conducción.
En Be, 2s², la banda de valencia está llena.
Los orbitales 2p generan la banda 2p, vacía, que se solapa con la de valencia 2s.
El Be es conductor por la utilización de la banda 2p. Banda de valencia
Conductor: material con bandas parcialmente ocupadas o solapadas (a,b).
Semiconductor: material con una banda vacía a valores de energía ligeramente más altos que la banda totalmente ocupada (c)
Aislador: material con bandas completamente llenas y vacías muy separadas (d).
Un conductor metálico disminuye la conductividad con la temperatura.
Un semiconductor aumenta la conductividad con la temperatura.

CdS tiene propiedades de semiconductor y es amarillo.
La luz blanca y uv hace que electrones de banda valencia salten a la de conducción(Figura e).
Solo la luz azul violeta o UV tiene energía suficiente para que se produzca la excitación (DE < hn). La luz que refleja es así amarilla.
Si la separación es menor GaAs todas las radiaciones visibles tienen (DE < hn ) suficiente energía y se absorben. La luz reflejada es negra.
Son semiconductores intrínsecos.
Otros materiales se convierten en semiconductores extrínsecos al estar dopados.
La presencia de pequeñas cantidades P(3s²3p³) en el Si(3s²3p²), introduce un exceso de electrones que se sitúan en un nivel de energía intermedio. Facilitan la promoción de electrones a la capa de conducción. Tipo n
La introducción de Al (3s²3p¹) en el Si(3s²3p²), genera un nivel de energía vacío por encima de la banda de valencia y genera hueco en ésta por promoción de electrones. Tipo p.
Una célula fotoeléctrica: dos semiconductores n-p unidos.
La irradiación promueve electrones en el semiconductor-p que migran al semiconductor-n y generan una corriente eléctrica.