એનર્જી બેન્ડના આધારે આકૃતિ દોરીને વાહક (ધાતુ),અવાહક અને અર્ધવાહક સમજાવો.

(N/A) કન્ડક્શન બેન્ડના લઘુત્તમ ઉર્જા સ્તર $(E_c)$ અને વેલેન્સ બેન્ડના મહત્તમ ઉર્જા સ્તર $(E_v)$ વચ્ચેના તફાવતને એનર્જી બેન્ડ ગેપ $(E_g)$ કહેવામાં આવે છે.
આ ઉર્જા ગેપ ધરાવતા વિસ્તારમાં કોઈ પણ માન્ય ઉર્જા સ્તર હોતું નથી,તેથી આ વિસ્તારને ફોરબિડન એનર્જી ગેપ કહેવામાં આવે છે.
પદાર્થના પ્રકારના આધારે,ફોરબિડન ગેપ નાનો,મોટો અથવા શૂન્ય હોઈ શકે છે. આ ગેપના આધારે પદાર્થોને ત્રણ પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
$1$. ધાતુ (વાહક):
આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ,ધાતુ ત્યારે હોય છે જ્યારે કન્ડક્શન બેન્ડ આંશિક રીતે ભરેલું હોય અને વેલેન્સ બેન્ડ આંશિક રીતે ખાલી હોય,અથવા જ્યારે કન્ડક્શન અને વેલેન્સ બેન્ડ એકબીજા પર ઓવરલેપ થતા હોય. જ્યારે ઓવરલેપ હોય ત્યારે વેલેન્સ બેન્ડના ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી કન્ડક્શન બેન્ડમાં જઈ શકે છે. જ્યારે વેલેન્સ બેન્ડ આંશિક રીતે ખાલી હોય,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરે જઈ શકે છે,જેનાથી વહન શક્ય બને છે. તેથી,આવા પદાર્થોનો અવરોધ ઓછો અને વાહકતા વધુ હોય છે.
$2$. અવાહક:
આકૃતિ $(b)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ,અવાહક માટે એનર્જી ગેપ $(E_g)$ ખૂબ મોટો $(E_g > 3 \text{ eV})$ હોય છે. કન્ડક્શન બેન્ડમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી,તેથી ઓરડાના તાપમાને વિદ્યુત વહન શક્ય નથી.
$3$. અર્ધવાહક:
અર્ધવાહક માટે એનર્જી ગેપ નાનો હોય છે (સામાન્ય રીતે $E_g < 3 \text{ eV}$). ઓરડાના તાપમાને,વેલેન્સ બેન્ડના કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન પૂરતી ઉષ્મીય ઉર્જા મેળવીને નાના એનર્જી ગેપને ઓળંગીને કન્ડક્શન બેન્ડમાં પ્રવેશ કરી શકે છે,જેનાથી મર્યાદિત વિદ્યુત વહન શક્ય બને છે.