एक चालन बैंड
क्वांटम यांत्रिकी में प्रयुक्त, शब्द चालन बैंड एक अणु में इलेक्ट्रॉनों के लिए संयुक्त ऑर्बिटल्स या बैंड के एक क्षेत्र को संदर्भित करता है। वैलेंस बैंड के विपरीत, चालन बैंड में शायद ही कभी इलेक्ट्रॉन होते हैं। उत्साहित राज्यों में, इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा जारी करने और कम इलेक्ट्रॉन कक्षाओं में वापस गिरने से पहले चालन बैंड में गति करेंगे। इस बैंड के संबंध में इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार को समझना विभिन्न पदार्थों के व्यवहार के तरीके को समझने में मददगार है। क्वांटम यांत्रिकी में, चालन बैंड की अवधारणा को बैंड सिद्धांत में संबोधित किया जाता है।
परमाणुओं को प्रोटॉन के साथ व्यवस्थित किया जाता है - धनात्मक आवेशित कण - और न्यूट्रॉन - तटस्थ कण - केंद्र में गुच्छित होते हैं। इलेक्ट्रॉनों - छोटे नकारात्मक चार्ज किए गए अणु - केंद्रीय क्लस्टर की परिक्रमा करते हैं, जिस तरह से सौर मंडल में ग्रह सूर्य की परिक्रमा करते हैं। ग्रहों की तरह, इलेक्ट्रॉनों ने कक्षाएँ निर्धारित की हैं। ग्रहों के विपरीत, हालांकि, इलेक्ट्रॉन पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करने पर एक अलग कक्षा में जा सकते हैं।
आमतौर पर, इलेक्ट्रॉन एक परमाणु की निचली कक्षा में पाए जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों हमेशा सबसे कम कक्षीय को भरेंगे, केवल अगले में तब बढ़ेंगे जब पहला भरा होगा। इस प्राकृतिक स्थापन को परमाणु की जमीनी अवस्था कहा जाता है।
एक परमाणु के मान वाले इलेक्ट्रॉनों, या जो आमतौर पर जमीन की कक्षा के बाहरी बैंड में पाए जाते हैं, अन्य परमाणुओं के साथ साझा किए जाने में सक्षम हैं। सहसंयोजक बंधनों में, कई परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉन अपने ऑर्बिटल्स को साझा करते हैं। वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के मूल ऑर्बिटल्स एक साथ धुंधला हो जाते हैं, जिससे अणु में एक वैलेंस बैंड बन जाता है।
जब इलेक्ट्रॉन ऊर्जा प्राप्त करते हैं, या उत्तेजित अवस्था में पहुंचते हैं, तो वे चालन बैंड में पाए जाने वाले उच्च कक्षाओं में जा सकते हैं। प्रवाहकत्त्व बैंड तक पहुँचने के लिए इलेक्ट्रॉनों में एक गैर-इलेक्ट्रॉन क्षेत्र, या बैंड गैप पर कूदने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होनी चाहिए। चूंकि इलेक्ट्रॉन अंततः ग्राउंड स्टेट में रहना पसंद करते हैं, एक बार कंडक्शन बैंड में, वे प्रकाश फोटॉन के रूप में ऊर्जा छोड़ते हैं और वापस अपने वैलेंस बैंड ऑर्बिटल्स में आते हैं। चालन बैंड में कुल समय एक इलेक्ट्रॉन एक सेकंड से कम होता है।
इलेक्ट्रॉनों की चालन बैंड तक पहुंचने की क्षमता किसी वस्तु की विद्युत चालकता निर्धारित करती है। विभिन्न पदार्थों में अलग-अलग बैंड गैप आकार होते हैं, इसलिए कुछ पदार्थों को ऑर्बिटल्स के बीच इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, कंडक्टर में एक छोटा बैंड गैप होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों को इस न्यूनतम अंतराल को कूदने के लिए ज्यादा ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है और कंडक्शन बैंड तक पहुंच जाती है। यही कारण है कि कंडक्टर बिजली के संचालन के लिए आदर्श हैं। इसके विपरीत, इंसुलेटर में एक बहुत बड़ा बैंड गैप होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों को छलांग लगाने के लिए उन्हें अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है और इसलिए वे बिजली की अच्छी तरह से आपूर्ति नहीं करते हैं।
