12.6 Materie: geleiders en isolatoren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

§12.6 Vastestoffysica

Deze les:

Energiebanden bij: 

• geleiders
• isolatoren
• halfgeleiders

minimaal in de contexten: Scanning Tunneling Microscope (STM), alfaverval

Energiebanden en band gap

Valentieband 

De laatste (bij 0 K) compleet met elektronen

gevulde energieband.

Geleidingsband 

De eerstvolgende band (leeg of deels 

gevuld)

Band gap

Energieverschil tussen onderkant geleidings

band en bovenkant van de valentieband.

Hoe verschilt dit figuur met dat van een geleider?
En met een isolator?

Afbeelding een halfgeleider te zien. Hoe verschilt dit t.o.v. geleider en isolator?

Geleider, isolator en halfgeleider

LDR

Des te meer licht des te beter een LDR geleidt

• Absorptie als hf  ≥ E_gap
• dan e^-  van valentieband

                         -> geleidingsband

Zonnecel

• Als E_foton =  ΔE
  kan er een stroom gaan lopen in de geleidingsband.

Precies weten hoe het zit?

1. https://www.quantumuniverse.nl/quantumtoepassingen-6-de-pn-overgang
2. https://www.quantumuniverse.nl/quantumtoepassingen-7-halfgeleiders-in-actie

Silicium

• N-type  
   Extra elektronen in de buitenste     schil  -->   elektronen makkelijker     in geleidingsband

• P-type
   Minder elektronen: "gaten"  -->  

      'gat' kan zich verplaatsen door het 

      materiaal

https://www.quantumuniverse.nl/quantumtoepassingen-6-de-pn-overgang

NTC

• Kleinere band gap dan LDR en zonnecel. 

Aan de slag

Opgaven maken

12.6

Quantumdots

De flesjes bevatten allemaal verschillende soorten quantumdots

Quantumdots zijn kleine bolletjes met daarin cadmium, seleen, zwavel en zink.

Quantumdots

• Als er licht opvalt gaan de elektronen naar de geleidingsband.
• Vallen terug naar de valentieband en zenden zichtbaar licht uit.

Quantumdots

Per kleur verschilt de grootte van de band gap.