Defina:
c) banda proibida

Passo 1

Beleza! A gente precisa definir o que é a “banda proibida” (ou gap de energia) numa estrutura de bandas de um sólido. Isso entra na parte de Física do Estado Sólido, mais especificamente em semicondutores. Para resolver, vamos precisar entender rapidamente:
  1. Como se formam as bandas de energia (valência e condução) a partir dos níveis atômicos.
  2. O que significa dizer que existe um intervalo de energia onde não há estados eletrônicos permitidos.

Passo 2

Primeiro, lembra que num átomo isolado os elétrons ocupam níveis de energia discretos. Quando muitos átomos se juntam pra formar um cristal, esses níveis “se alargam” e viram bandas de energia. As duas bandas mais importantes são:
  • Banda de valência: a mais alta que fica completamente ocupada pelos elétrons em temperatura baixa.
  • Banda de condução: aquela logo acima, que normalmente está vazia em temperatura baixa.
Entre essas duas bandas fica um espaço onde não há níveis disponíveis para os elétrons. É esse intervalo que chamamos de banda proibida.

Passo 3

Tecnicamente, a banda proibida é o conjunto de valores de energia Eg = Ec - Ev tais que não há estados quânticos disponíveis no sólido. Se a borda superior da banda de valência está em e a borda inferior da banda de condução está em , então o tamanho do gap é
e todos os valores de entre e são proibidos para os elétrons.

Resposta

Banda proibida (gap de energia) é o intervalo de energias entre a banda de valência e a banda de condução onde não existem estados eletrônicos permitidos. Matematicamente, esse intervalo é dado por
Eg = Ec - Ev,
e nele os elétrons não podem ocupar nenhum nível de energia.

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