Associer les matériaux suivants à leur caractéristique de conduction.
Métaux
Céramiques
Composés mixtes
Matériaux conducteurs
Matériaux isolants
Matériaux semi-conducteurs
Un matériau permet la circulation du courant électrique s'il possède des électrons dans sa bande de conduction. Le métal en contient, il est donc conducteur. La céramique n'en contient pas, elle est donc isolante. Les composés mixtes sont des matériaux qui contiennent les deux, on parle alors de semi-conducteurs.
Associer les différentes bandes électroniques d'un matériau à leur définition.
Les électrons dans leur état de plus basse énergie, l'état fondamental
Les électrons de plus haute énergie : ceux qui sont dans un état excité.
La bande de valence
La bande de conduction
Les états énergétiques des différents atomes qui composent un matériau se superposent, ce qui crée deux types de bandes électroniques d'énergie différente :
- La bande de valence regroupe les électrons dans leur état de plus basse énergie, l'état fondamental.
- La bande de conduction regroupe les électrons de plus haute énergie : ceux qui sont dans un état excité.
Vrai ou faux ? Un matériau semi-conducteur est normalement isolant mais, si l'on transmet à ses électrons de valence une énergie supérieure à celle de son gap, ils peuvent passer de bande de valence à la bande de conduction.
Vrai. Dans un semi-conducteur, le gap entre la bande de valence et la bande de conduction est faible. Ainsi, les électrons peuvent changer de coucher et le matériau peut être soit isolant, soit conducteur.
Associer les bandes d'énergie suivantes aux différents types de matériaux.
Matériaux conducteurs
Matériaux semi-conducteurs
Un matériau permet la circulation du courant électrique s'il possède des électrons dans sa bande de conduction. L'existence de ces électrons dépend de la structure des bandes d'énergie électroniques du matériau :
- Dans un matériau conducteur, les bandes de valence et de conduction se recouvrent partiellement.
- Dans un matériau isolant électrique, les bandes de valence et de conduction sont séparées par une bande interdite appelée « gap » (« fossé », en anglais). Aucun électron ne peut traverser.
- Dans un matériau semi-conducteur, ce gap est faible. Les électrons peuvent passer de la bande de valence à la bande de conduction.
