banda de energia

Designa-se por banda de energia o conjunto dos níveis de energia que os eletrões num sólido podem possuir.
Num átomo isolado os eletrões existem em níveis de energia descontínuos. Num cristal, em que um grande número de átomos se encontram ligados muito próximos uns dos outros, formando uma rede, os eletrões são influenciados por um determinado número de núcleos adjacentes e os níveis de energia dos átomos transformam-se em bandas de energia permitidas. Esta aproximação aos níveis de energia nos sólidos é muitas vezes conhecida por teoria das bandas ou modelo das bandas.
Segundo esta teoria, cada banda representa um grande número de estados quânticos permitidos e entre as bandas existem algumas denominadas proibidas.
Os eletrões de valência dos átomos (mais externos) originam uma banda designada banda de valência do sólido. Esta é a banda que possui maior energia.
A estrutura das bandas dos sólidos explica as suas propriedades elétricas. Deste modo, com o objetivo de se movimentarem através do sólido, os eletrões têm de passar de um estado quântico para outro, o que acontece se existirem estados quânticos vazios com a mesma energia.
Regra geral, os eletrões não podem mudar para um novo estado quântico da mesma banda se a banda de valência se encontra totalmente preenchida.
Para que ocorra a passagem da corrente elétrica, é necessário que os eletrões se encontrem numa banda não completa, designada por banda de condução.
Os metais são bons condutores da corrente elétrica não só porque a banda de valência e a banda de condução se encontram semipreenchidas, mas também porque a banda de condução se sobrepõe à banda de valência.
No caso dos isoladores (não conduzem a corrente elétrica), as bandas de condução e de valência encontram-se separadas por uma larga zona energética proibida e, deste modo, os eletrões não possuem energia suficiente para transitar de uma para outra.
No caso dos semicondutores, o nível de energia que separa a banda de energia superior completamente ocupada possui uma largura muito pequena relativamente à banda imediatamente superior desocupada, bastando um pequeno acréscimo de energia para fazer passar os eletrões para a banda desocupada, possibilitando assim a condução de correntes elétricas.