Зона проводимости

---

Зо́на проводи́мости — в зонной теории твёрдого тела первая зона, целиком или большей частью расположенная над уровнем Ферми. Является энергетически разрешённой для электронов зоной, то есть доступным для электронов диапазоном энергий, в полуметаллах, полупроводниках и диэлектриках.

Нижний край зоны проводимости называется её дном. Энергия дна обозначается ${\displaystyle E_{c}}$ (от англ. conduction (c-) band). Вопрос о численном значении ${\displaystyle E_{c}}$ неактуален, так как существенна только разница между энергией этого края и энергией других выделенных уровней (уровня Ферми ${\displaystyle E_{F}}$, верхнего края валентной зоны ${\displaystyle E_{v}}$ и др.).

Аналогом энергии нижней границы зоны проводимости в молекулярных системах (кластерах) является энергия нижней свободной молекулярной орбитали (англ. lowest unoccupied molecular orbital (LUMO)). При переходе от объёмного материала к системе из единичных атомов край ${\displaystyle E_{c}}$, как правило, поднимается относительно ${\displaystyle E_{F}}$.

Соположение края (дна) зоны проводимости ${\displaystyle E_{c}}$ и края (потолка) валентной зоны ${\displaystyle E_{v}}$ в значительной степени определяет свойства материала — в том числе его электропроводность. Это соположение становится критерием классификации твёрдых тел, рассматриваемой ниже. Высокая плотность электронов в зоне проводимости способствует снижению сопротивления данного материала.

В металлах валентная зона перекрывается с зоной проводимости, формально в металлах запрещённая зона имеет отрицательную ширину, поэтому в них даже при абсолютном нуле температуры имеются электроны в зоне проводимости, что обусловливает их электропроводность и при абсолютном нуле температуры (0 К).

В полуметаллах валентная зона и зона проводимости частично перекрываются, но плотность состояний в диапазоне перекрытия этих зон невелика, поэтому электропроводность при 0 К конечна, но ниже, чем у металлов. Другое сходство полуметалла и полупроводника — увеличение удельной электропроводности при увеличении температуры, в отличие от чистых металлов и практически всех сплавов у которых удельное электросопротивление увеличивается при увеличении температуры.

---