Wo am Atommodell erkennt man die elektrische Leitfähigkeit?
3 Antworten
In der Regel wird die elektrische Leitfähigkeit von einem Material durch die Beweglichkeit seiner Ladungsträger bestimmt. Im Atommodell beschreibt die elektrische Leitfähigkeit die Fähigkeit eines Materials, elektrischen Strom zu leiten. Im Falle von Metallen sind die Ladungsträger freie Elektronen, die sehr beweglich sind und leicht elektrischen Strom leiten können. Im Gegensatz dazu sind in Isolatoren die Ladungsträger gebunden und haben keine Freiheit sich zu bewegen, deshalb leiten diese Materialien keinen elektrischen Strom. In Halbleitern sind die Ladungsträger teilweise frei und teilweise gebunden, deshalb haben diese Materialien eine Leitfähigkeit die zwischen denen von Metallen und Isolatoren liegt.
Das Atommodell selbst gibt uns keine Informationen über die elektrische Leitfähigkeit eines Materials, jedoch gibt es einige Schlüsse, die man aus dem Atommodell ziehen kann, um die Leitfähigkeit eines Materials vorherzusagen. Beispielsweise weiß man, dass Metalle eine hohe elektrische Leitfähigkeit haben, da sie viele freie Elektronen im Gegensatz zu Isolatoren haben, die wenige oder keine freien Elektronen haben. Man kann auch auf die Anzahl der Valenzelektronen in einem Atom schließen, um die elektrische Leitfähigkeit eines Materials vorherzusagen. Metalle haben in der Regel wenige Valenzelektronen, während Isolatoren eine höhere Anzahl von Valenzelektronen haben. Halbleiter haben eine Zahl von Valenzelektronen die zwischen denen von Metallen und Isolatoren liegt.
Ja, die Leitfähigkeit von Halbleitern hängt auch von der Dotierung ab. Dotierung bezieht sich darauf, Fremdatome in das Halbleitermaterial einzufügen, um die Anzahl der freien Elektronen oder Löcher (Fehlstellen von Elektronen) zu erhöhen. Dies beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit des Materials. Eine Dotierung mit Fremdatomen, die Elektronen spenden, wird als p-Dotierung bezeichnet und erhöht die Anzahl der Löcher im Material, was die Leitfähigkeit des Materials verringert. Eine Dotierung mit Fremdatomen, die Elektronen aufnehmen, wird als n-Dotierung bezeichnet und erhöht die Anzahl der freien Elektronen im Material, was die Leitfähigkeit des Materials erhöht.
An der Außenschale. Atome mit wenigen Valenzelektronen geben diese leicht ab. Diese Atome sind allgemein in Metallen zu finden. In Metallen sind die Valenzelektronen frei beweglich und sorgen für die gute elektrische Leitfähigkeit.
Dafür wird das Bändermodell herangezogen, wie stark sich Valenzband und Leitungsband überlappen.
https://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%A4ndermodell#Einteilung_anhand_der_Lage_der_B%C3%A4nder
Warum? Im Unterschied zu dem Atommodell eines Einzelatoms betrachtet das Bändermodell viele Atome in einem Gitter. Das ist auch erforderlich, denn ein Einzelatom kann nicht leiten (wohin auch?).
Hängt die Leitfähigkeit von Halbleitern nicht von der Dotierung ab?