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고체물리학·
응집물질물리학 ''' |
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띠틈, Band Gap
전도띠와 원자가띠 사이의 에너지 간격. 직접 띠틈(direct band gap)을 가진 물질과 간접 띠틈(indirect band gap)을 가진 물질이 있다. GaAs 는 직접 띠틈 구조이고 규소는 간접 띠틈 구조이다. 규소의 간접 띠틈은 1.12eV , 직접 띠틈은 4.2eV 이다.
띠틈의 크기에 따라서 물질을 도체, 반도체, 부도체로 분류하기도 한다. 도체는 보통 띠틈이 없고 반도체는 띠틈이 작으며 부도체는 띠틈이 크다. 이 분류는 보통 상온의 열에너지값을 기준으로 하나, 절대적인 것은 아니라서 띠틈이 5eV에 가까우면서도 반도체로 활용되는 물질이 있고 띠틈이 그보다 작으면서도 부도체의 성질을 보이는 물질이 있다.
띠 이론은 오비탈의 연장으로, 같은 원자 또는 분자들을 인접시켜 길게 늘어놓았을 때 전자가 채워진 가장 고준위의 분자 오비탈인 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)끼리 중첩되면서 원자가띠를, 전자가 채워지지 않은 가장 저준위의 분자오비탈인 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)끼리 중첩되면서 전도띠를 만들며, 띠틈은 중첩되어 생성된 두 띠의 에너지 차이라고 보고 있다