价带和导带的区别

在原子结构中，价带和导带是用来表示亚原子粒子（通常是电子）能级的术语。在分析原子结构时，我们发现价带和导带之间存在一定的能量差，这取决于材料的类型。

例如，在金属中，它们彼此相连；在半导体中，它们之间存在适量的能量差；而在绝缘体中，这种能量差非常大。

价带和导带之间的能隙称为禁带。用于图形化表示导带、价带和禁带的图称为能带图。

在本文中，我们将讨论价带和导带的主要区别。让我们先从一些基础知识开始，以便更容易理解这些区别。

什么是价带？

价带是包含原子价电子的能带或能级。其中，价电子是原子最外层壳层的电子。价带缩写为VB。

在能带图中，价带通常位于比导带更低的能级（即图的底部）。价带充满了能量较低的价电子。我们可以通过施加外部电势来向价带的电子提供能量。获得能量后，价电子跃迁到导带并变成导电电子。通常，电子总是存在于价带中，因此价带要么完全充满，要么部分充满电子。

导带是包含自由电子的能带或能级。其中，自由电子是指那些可以在原子结构中自由移动并负责导电和导热的价电子。

导带之所以这样命名，是因为它完全负责材料的导电性。基本上，导带包含那些在价带中被外部电势激发到较高能级的价电子。

导带位于能带图中较高的能级（或禁带之上）。导带缩写为CB。导带中的电子被称为自由电子或导电电子，因为它们可以自由移动以导电。由于导带电子需要具有大于费米能的能量，因此导带可能为空或部分充满。

价带和导带都是电子的能级。但是，它们之间存在一些差异，在下表中突出显示：

区别依据	价带	导带
定义	包含原子价电子的能带称为价带。	包含原子导电电子或自由电子的能带称为导带。
缩写	价带缩写为VB。	导带缩写为CB。
在能带图中的位置	价带位于能带图中费米能级（禁带）以下。	导带位于能带图中费米能级以上。
电子被称为	价带中的电子被称为价电子。	导带中的电子被称为导电电子或自由电子。
电子的能量	价带电子的能量小于自由电子的能量和费米能。	导带电子的能量大于费米能和价电子的能量。
外部能量的影响	当向价带电子提供外部能量时，电子会离开价带。	当向电子提供外部能量时，电子会到达导带。
核力	强核力作用于价带，即价带电子与原子核紧密结合。	弱核力作用于导带，这意味着导带电子与原子核的结合较弱。
能级	价带是电子的较低能级。	导带是电子的较高能级。
能带填充	价带要么完全充满，要么部分充满电子。	导带要么为空，要么部分充满电子。
电子密度	价带的电子密度高，因为它每单位体积的电子更多。	导带的电子密度低。

你应该注意到的最显著的区别是，价带是电子的低能态，而导带是电子的高能态。

Saini Manish Kumar

更新于：2022年9月22日

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