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2.49
Die Entstehung von
Spektrallinien durch die
Veränderung der Energie-
zustände von Elektronen
nach Riedel (1990).
abgegeben werden, die als farbiges Licht wahr-
genommen werden können. Licht ist ja nichts
anderes als Energie, transportiert in Form von
Quanten. Dies sind die so genannten Spektral-
linien und sie ermöglichen es, auch die Zusam-
mensetzung weit entfernter Himmelskörper zu
bestimmen (Abb. 2.49). Bringt man nun Atome
nahe zusammen, in einem Kristall zum Bei-
spiel, so bestimmt nicht nur einer, sondern alle
in der Nähe befindlichen Atomkerne das elek-
trischePotentialderElektronenunddievorher
in Form der Spektrallinien vorhandene Schärfe
zerfließt zu Bändern. Es entstehen anstelle von
definierten Niveaus aufgeweitete Energiebän-
der, in denen sich das Elektron bewegen kann.
Man unterscheidet dabei das
Valenzband
,das
die höchsten im Normalzustand mit Elektro-
nen besetzten Energien beinhaltet, vom
Lei-
tungsband
, das die niedrigsten Energieniveaus
beinhaltet, die ganz oder teilweise leer sind
(Abb.2.50).ZwischendiesenbeidenBändern
können die Elektronen unter Energieaufnahme
oder Energieabgabe hin- und herspringen. Be-
findensichElektronenimLeitungsband,sind
sie relativ frei beweglich, ein Strom kann flie-
ßen und damit ist das Mineral ein Halbleiter
oder Leiter. Das Valenzband ist lediglich ein
möglicher Lieferant für Elektronen, die an das
Leitungsband abgegeben werden können oder
nicht, je nach der zu überwindenden Energie-
hürde. Alles Weitere ist einfach:
-
Isolatoren haben leere Leitungsbänder, die
außerdem energetisch weit über dem Va-
lenzband liegen (
¿
E
G
5 eV), sodass kein
Elektron vom Valenz- ins Leitungsband
wechseln kann, nicht einmal bei massiver
Energiezufuhr.
