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こんにちは、

伝導帯に電子が存在すると
電気が流れると書かれていますが、
伝導帯に、100%電子が満たされている場合は、
電気が流れないのでしょうか?
そもそも
伝導帯にすべて電子が満たされている場合は
存在するでしょうか?

A 回答 (2件)

 電気が流れるのは、電子で部分的に満たされているバンドが有る場合です。

このバンドは伝導帯(絶対零度で電子がいないバンド)、価電子帯(絶対零度で電子ですべて満たされているバンド)のどちらでもかまいません。したがって、質問1の答えですが、伝導帯が100%満たされていても、価電子帯の満たされ方が100%でなければ電気は(理論的には)流れます。

 次に、質問2(伝導帯がすべて満たされる場合はあるか)ですが、これは以下のような理由でまずないでしょう。

 伝導帯をすべて電子で満たすには、
1)価電子帯から電子を動かす
2)結晶の外から電子を持ち込む
の2通りが考えられます。

まず1ですが、価電子帯と伝導帯は、基本的には化学結合における結合性軌道と反結合性軌道に相当します。つまり、価電子帯のエネルギーは、原子がばらばらの時よりも低くなっており、伝導帯のエネルギーは高くなっています。つまり、価電子帯に電子が入る事で結合が生じ、結晶ができるのです。仮に価電子帯から伝導帯にすべて電子を動かしてしまえば、結晶を維持できず個々の原子に分解してしまうでしょう。

次に2ですが、教科書に載っているバンド図では、伝導帯のエネルギーの方が電子が結晶から遠く離れている状態よりも低くなっています。したがって伝導帯に電子が入れるのですが、これは伝導帯に入る電子の数が少ない(といっても結構な数ですが)場合に限られます。伝導帯にすべて電子を詰める様な極端な場合には、クーロン相互のためエネルギーが高くなり、詰める事ができなくなるでしょう。
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伝導帯に電子があると、電気が流れるというのは


伝導帯と価電子帯が重なるような導体であるとき。

そこで言う
>>伝導帯に、100%電子が満たされている場合
というのは、ありえません。
なぜかというと、伝導帯にすべて電子が満たされているという状況は
伝導帯ではなく、それは「充満帯」もしくは「価電子帯」だからです



ここを参考にしてください
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k0dennsi …

この回答への補足

ここのサイトの記述は
正しいのでしょうか?

http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k0dennsi …

補足日時:2009/10/08 19:13
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