Diskussion:Bandstruktur

Dieser Artikel wurde ab Januar 2013 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Bändermodell vs. Bandstruktur“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Dieser Artikel wurde ab April 2013 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Bandstruktur“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Bild einer realen Bandstruktur

Ich würde gerne das Diagramm einer realen Bandstruktur, z.B. von GaAs, in den Artikel aufnehmen. Leider weiss ich nicht, wo ich ein "freies" Bild herbekomme (daher momentan nur als externer Weblink). Wer eins weiß, bitte gleich hinzufügen! --Andreas Gärtner 01:14, 2. Jun 2005 (CEST)

Abbildung ist was da. MfG

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 10:17, 21. Jan. 2023 (CET)

Thermische Eigenschaften

Thermische Eigenschaften und Wärmekapazität, sowie elektrische Leitfähigkeit lassen sich auch schon mit dem Modell des freien Fermi-Gases erklären. Da brauchts noch keine Bänder, oder?

Allerdings kann man mit dem Bändermodell erst die Einteilungen in die verschieden Klassen: Metall, Isolator, Halbmetall und Halbleiter erklären, sowie schon angegeben die optischen Eigenschaften. Gruß (nicht signierter Beitrag von 62.143.215.54 (Diskussion | Beiträge) 18:56, 14. Apr. 2007 (CEST))

Für eine genaue Berechnng z.B. der elektronischen spezifischen Wärme (bei tiefen Temperaturen) braucht man schon auch das Bändermodell, oder wenigstens die Zustandsdicht, die wieder auf dem Bändermodel basiert. 91.3.112.185 21:55, 30. Aug. 2009 (CEST)

In erster Linie Basiert das Bändermodell auf der Bandstruktur und den Zustandsdichten. Nicht anders rum. Das Bändermodell ist ja doch sehr vereinfacht. --Cepheiden 21:59, 30. Aug. 2009 (CEST)

Darstellungsarten

Am Anfang ist davon die Rede, dass hier die Wellenfunktion aufgetragen sei. Das stimmt nicht, es ist die Energie (wohl irgendwie aus der Wellenfunktion abgeleitet, das ist aber nicht trivial). Genauer die Energie in Abhängigkeit von der Wellenzahl, also die Dispersion der Energie. Bloß ich bin mir selbst nicht sicher, wie man das am besten formuliert, deshalb habe ich diesen groben Schnitzer noch nicht korrigiert. --PeterFrankfurt 19:34, 14. Sep. 2008 (CEST)

Danke für den Hinweis! Ich habe die Formulierung wie folgt abgeändert:

"Trägt man in einem Diagramm die Energi der Elektronen über deren Wellenvektor auf, [...]"

Ich denke, das sollte das angesprochene Problem beheben. :-)

--Andreas Gärtner 19. Jan 2011 (CEST) (09:49, 19. Jan. 2011 (CET), Datum/Uhrzeit nachträglich eingefügt, siehe Hilfe:Signatur)

Ja, schön. --PeterFrankfurt 00:17, 20. Jan. 2011 (CET)

Erledigt und verjährt.

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 10:17, 21. Jan. 2023 (CET)

Niveau?

Die Frauen im ersten Weblink sind natürlich sehr anschaulich / ansprechend.... aber muss das wirklich sein? Da findet man doch wohl auch links die das Thema ohne unnötige Frauen ansprechend darstellen? (nicht signierter Beitrag von 188.103.17.118 (Diskussion) 13:14, 27. Jun. 2011 (CEST))

"Britney Spears, is one of the most popular singers of all time. With her enormous hit albums, 'Baby, One More Time','Oops I did it Again', 'Britney','In the Zone' and her latest album, 'Circus' less attention has been paid to her ability as a semiconductor physicist. Marvel at her incredible physical talents, as we remedy this.

In addition to the above, this fan-site also has Britney lyrics, pictures galleries and the latest news and gossip.If you are in a spending mood, there is a store packed to the ceiling with Britney merchandise."

Weblink ersatzlos streichen? oO -Example 13:19, 27. Jun. 2011 (CEST)

Danke für den Hinweis, ich verbessere es. MfG

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 10:19, 21. Jan. 2023 (CET)

Bandstruktur Silizium

Reduziertes Zonenschema von Silicium, verbotener Bereich grau.

Die abgebildete Bandstruktur von Silizium ist definitiv falsch. Bänder überschneiden sich niemals, sondern stoßen sich eher ab. Ich nehme deshalb das Bild raus. 213.54.148.113 22:05, 26. Apr. 2013 (CEST)

ich habe das Bild wieder rein. da gibt es noch wildere Bilder. z.B.: [1], weiter unten, und hier nochmal direkt zu Si... natürlich kann man es aber besser erklären.--92.201.61.175 09:11, 27. Apr. 2013 (CEST)

Natürlich können sich Bänder überschneiden. Nur aus diesem Grund sind beispielsweise 2-wertige Metalle leitfähig. Andernfalls wäre das Leitungsband vollbesetzt. Die Herkunft des reduzierten Schemas für Silizium ist belegt, bitte bessere Argumente für eine Entfernung angeben. --Cepheiden (Diskussion) 16:05, 27. Apr. 2013 (CEST)

Kopfzeile

Die Bandstruktur beschreibt die Energie des Elektrons im Kristall in Abhängigkeit vom Wellenvektor. Es ist also die Darstellung im Impulsraum. Das Energiebändermodell beschreibt das selbe im Ortsraum. Also müsste doch der letzte Satz der Kopfzeile so lauten: "Das Energiebändermodell eines Festkörpers ist im Wesentlichen die im Ortsraum dargestellte Bandstruktur." Oder habe ich da einen Denkfehler? Meine entsprechende Änderung wurde rückgängig gemacht. Loewenhertz3 (Diskussion) 18:59, 23. Jun. 2014 (CEST)

Ja, ich denke, das ist ein Denkfehler. Für mich ist beides ein und dasselbe, und beides kann man je nach Geschmack oder Konvention im Orts- oder Impulsraum darstellen. Aus didaktischen Gründen, weil es damit einfacher dargestellt und nachvollzogen werden kann, ist bei Bändermodell zunächst die Ortsraumdarstellung gewählt. Am Ende wird verwiesen auf Bandstruktur, wo es dann im Impulsraum ans Eingemachte geht. --PeterFrankfurt (Diskussion) 01:51, 24. Jun. 2014 (CEST)

Verbotener Bereich

Die graue Einfärbung in dem Diagramm der realen Bandstruktur ist so definitiv falsch. Bei der Energielücke sollte man eine gewisse Anpassung vornehmen, aber im Bereich von 12 eV die Färbung ist so nicht sinntragend. Vielleicht kann der Ersteller dies in den nächsten Tagen erklären ... (nicht signierter Beitrag von 134.169.63.87 (Diskussion) 09:55, 13. Nov. 2015 (CET))

Es gibt auch verbotene Bereich unterhalb des Valenzbandes. Es handelt sich also nicht um den verbotenen Bereich sondern um einen verbotenen Bereich. -- Cepheiden (Diskussion) 20:59, 13. Nov. 2015 (CET)

Wenn das so ist, hätte ich gern eine Quelle, mit der ich mich weiterbilden kann. In diesem Fall entschuldige ich mich gern für mein offensives Auftreten. (nicht signierter Beitrag von 2003:7A:874B:301:7D08:B286:5A53:C0B8 (Diskussion | Beiträge) 16:27, 14. Nov. 2015 (CET))

Eine Quelle dafür, dass die Bereiche zwischen den inneren Bändern bzw. Orbitalen nicht besetzt werden können und energetisch verboten sind oder wofür? --Cepheiden (Diskussion) 22:35, 14. Nov. 2015 (CET)

Ich möchte mich zuallerst entschuldigen, ich war bei der ersten Nachricht etwas in Eile und habe wohl meine Problematik mit der Darstellung der Abbildung zum reduzierten Schema der Bandstruktur nicht genau genug erläutert. Diese Problematik besteht aus zwei getrennten Teilen.

Zuerst möchte ich gerne auf die allgemein bekannte Bandlücke bei der Fermi-Energie zu sprechen kommen. Wie bereits in der Abbildung (durch gestrichelte Linien dargestellt) sind die Energien E_v und E_c erkennbar. Diese stellen jeweils den Rand der Bandlücke dar. Aus diesem Grund sollte (aus meiner Sicht) ein grauer Bereich (der konsequenterweise rechteckig wäre) zwischen diesen Energien eingezeichnet werden. Im Gegensatz dazu sollte der graue Bereich ober- sowie unterhalb der bereits genannten Energien wieder weiß dargestellt werden, da dies nicht zur Bandlücke beiträgt.

Nun könnte man natürlich einwerfen, das in grau ja der verbotene Bereich dargestellt werden soll, nicht die Bandlücke. Wäre dies richtig, so müsste man aber jeder weiße Fläche grau einfärben, da (wichtig) die Elektronen auf den Bändern der Bandstruktur sich "bewegen" bzw. "befinden". Jede andere Position ist grundsätzlich verboten. Schlussfolgernd ist somit eine Spezifizierung der Begrauung erforderlich. Siehe zweiten Absatz.

Kommen wir nun zum zweiten Problem - Der verbotene Bereich innerhalb des Valenzbandes. Ich habe natürlich auch hier das Problem wie oben - somit sollte auch hier eine rechteckige verbotene, somit in grau gefärbte, Fläche entstehen; aber dieses Problem weitet sich nun dahingehend, das ich den verbotenen Bereich innerhalb des Valenzbandes so nicht erwarte. Ich habe das Paper, das als Quelle genannt wird, nur bisher überflogen, weil ich hoffe, dass du (Sie) mir die Arbeit erleichten könntest (können), indem mir die Textstelle gennant wird die zu diesem Problem eine Auflösung beinhaltet. Die Abbildung selber ist im Original zumindest nicht in dieser Färbung. Auch ist fragwürdig, ob alle Bänder berechnet wurden, oder ob hier nur die Bänder nahe des Übergangs Valenz-Leitungsband betrachtet wurden (was häufig der Fall ist, da nur dort die Elektronen die Möglichkeit haben, einen Beitrag zu leisten). Aus meinem bisherigen Studium würde ich von einer Valenzbandlücke -vermute ich- wissen, wobei das Studium des Lebens ja nie endet.

MFG (nicht signierter Beitrag von 134.169.63.87 (Diskussion) 10:39, 17. Nov. 2015 (CET))

Reduziertes Zonenschema von Silicium, verbotener Bereich grau.

Hallo,

• Die Fermi-Energie ist nicht eingezeichnet.
• Was du mit "allgemein bekannte Bandlücke bei der Fermi-Energie" meinst ist mir unklar.
• Die Bandlücke befindet sich nur zwischen den gestrichelten Linien für die oberste Valenzbandenergie und unterste Leitungsbandenergie. Der graue Bereich kennzeichnet den energetisch verbotenen Bereich im Implusraum allgemein, was dem Laien hoffentlich verständlicher ist als ein nicht eingefärbtes Diagramm.
• Nun sagst du, man müsste dann alle Flächen grau zeichnen. Heißt dass, für dich befinden sich Elektronen nur auf den Linien, die die Bandkanten beschreiben? Ich kann mich ja irren, aber wie ist das dann mit den typisch Verteilungen der elektronischen Zustandsdichte vereinbar?
• Es gibt keinen verboten Bereich im Valenzband (hat niemand behauptet), sondern nur einen verbotenen Bereich zum nächsttieferen Band. Diese hat aber für den Ladungsträgertransport quasi keine Bedeutung und es ist auch keine Bandlücke im Sinne eine Bandlücke bei Halbleitern und Nichtleitern mit einer Fermi-Energie usw., da hier sowohl oberhalb als auch unterhalb reichlich Elektronen verfügbar sind. Hier einen rechteckigen Bereich einzuzeichnen und von Bandlücke zusprechen wäre im höchsten Grad irritierend/falsch.
• Ich kann mich natürlich irren, aber derzeit sieht es für mich nach einer Falschinterpretation deinerseits aus. --Cepheiden (Diskussion) 22:23, 17. Nov. 2015 (CET)

Da ich meine Interpretation gerade auch nicht gut Belegen kann, kann ich nur anbieten, die Grafik in eine übliche Darstellung ohne den unteren "verbotenen Bereich" abzwandeln. --Cepheiden (Diskussion) 22:26, 17. Nov. 2015 (CET)

Wie vorgeschlagen habe ich den unteren grauen Bereich entfernt. Du hast recht, es ist unklar,ob dort nicht einfach nur weitere Bänder nicht berechnet wurden. Daher wäre die Einfärbung nicht haltbar. Des Weiteren habe ich die Einfärbung zwischen Valenzband und Leitungsband abgeschwächt und dafür die Bandlücke farblich hervorgehoben. --Cepheiden (Diskussion) 00:27, 18. Nov. 2015 (CET)