Videnskab

Metallisk binding

Metallisk binding er den kollektive kohæsion i et metal, hvor valenselektroner er delokaliseret over mange atomcentre. Billedet af et "elektronhav" er intuitivt, men moderne båndteori forklarer mere præcist ledningsevne, optik, magnetisme og forskellen mellem metal og halvleder.

Delokalisering

Metallisk binding er den kollektive kohæsion i et metal, hvor valenselektroner er delokaliseret over mange atomcentre. Billedet af et "elektronhav" er intuitivt, men moderne båndteori forklarer mere præcist ledningsevne, optik, magnetisme og forskellen mellem metal og halvleder.

Bånd

Når mange atomorbitaler overlapper i et periodisk gitter, dannes et meget stort antal tilstande. Elektroner kan beskrives af bølger, der strækker sig gennem krystallen, i stedet for at være låst til en enkelt binding mellem to atomer.

Fermi-niveau

De mange tætliggende energiniveauer danner bånd. Et delvist fyldt bånd eller overlap mellem fyldt og tomt bånd giver tilgængelige tilstande tæt på elektronernes aktuelle energi og gør elektrisk respons let.

Modstand

Ved lav temperatur er tilstandene fyldt op til en karakteristisk Fermi-energi. Det er især elektroner og tomme tilstande tæt på denne grænse, der deltager i elektrisk transport, ikke alle atomets elektroner lige meget.

Metallisk bindingM → Mⁿ⁺ + ne⁻

Delokalisering

Et elektrisk felt forskyder fordelingen af bærere, men fononer, defekter og urenheder spreder elektronbølgerne. Derfor har virkelige metaller en endelig resistivitet. Den stiger ofte med temperaturen, fordi gittervibrationerne bliver stærkere.

Når mange atomorbitaler overlapper i et periodisk gitter, dannes et meget stort antal tilstande. Elektroner kan beskrives af bølger, der strækker sig gennem krystallen, i stedet for at være låst til en enkelt binding mellem to atomer.