Identifier un conducteur, d'un semi-conducteur ou d'un isolantMéthode

Le comportement électrique des conducteurs, des semi-conducteurs et des isolants est modélisé par la théorie des bandes énergétiques. On identifie ainsi les bandes de valence (BV) et les bandes de conduction (BC) responsables des propriétés conductrices. Entre elles, il peut exister une bande interdite (BI) ou gap, qui selon sa valeur peut déterminer la nature électrique du matériau.

À l'aide du diagramme des niveaux d'énergie suivant, déterminer la nature électrique de ce matériau.

-
Etape 1

Repérer la bande de valence

On repère sur le diagramme des niveaux d'énergie la bande de valence (BV) qui correspond à la bande située au plus bas des niveaux d'énergie.

Sur le diagramme des niveaux d'énergie, la bande de valence (BV), qui correspond à la bande située au plus bas des niveaux d'énergie, est la bande "1".

-
Etape 2

Repérer la bande de conduction

On repère sur le diagramme des niveaux d'énergie la bande de conduction (BC) qui correspond à la bande située au plus haut des niveaux d'énergie.

Sur le diagramme des niveaux d'énergie, la bande de conduction (BC), qui correspond à la bande située au plus haut des niveaux d'énergie, est la bande "3".

-
Etape 3

Repérer la bande interdite

On repère sur le diagramme des niveaux d'énergie la bande interdite (BI) qui correspond à la bande située entre la bande de conduction (BC) et la bande de valence (BV). S'il n'y a pas de bande interdite, alors le matériau est un conducteur.

Sur le diagramme des niveaux d'énergie, la bande interdite (BI) correspond à la bande située entre la bande de conduction (BC) et la bande de valence (BV) : c'est la bande "2".

-
Etape 4

Relever la valeur du gap

On relève sur le diagramme des niveaux d'énergie la valeur du gap : c'est la valeur énergétique de la bande interdite (BI).

On a :

E_{gap}=0{,}8 eV

Etape 5

Conclure sur la nature électrique du matériau

On conclut sur la nature électrique du matériau en fonction de la valeur énergétique du gap ou de la bande interdite (BI) :

  • Si E_{gap} =0 eV, alors le matériau est un conducteur.
  • Si E_{gap} \leqslant 1 eV, alors le matériau est un semi-conducteur.
  • Si E_{gap} \gt1 eV, alors le matériau est un isolant.

Ici, on a :

E_{gap} \leqslant 1

Le matériau est donc un semi-conducteur.

Questions fréquentes

Quelles sont les matières disponibles sur Kartable ?

Sur Kartable, l'élève accède à toutes les matières principales de la primaire au lycée, y compris pour les spécialités et les options. Mathématiques, physique-chimie, SVT, sciences, français, littérature, histoire, géographie, enseignement moral et civique, SES, philosophie, anglais, allemand et espagnol.
Inscrivez-vous

Les cours sont-ils conformes aux programmes officiels de l'Education nationale ?

L'intégralité des cours sur Kartable est rédigée par des professeurs de l'Éducation nationale et est conforme au programme en vigueur, incluant la réforme du lycée de l'année 2019-2020.
Choisissez votre formule

L'élève peut-il accéder à tous les niveaux ?

Sur Kartable, l'élève peut accéder à toutes les matières dans tous les niveaux de son choix. Ainsi, il peut revenir sur les notions fondamentales qu'il n'aurait pas comprises les années précédentes et se perfectionner.
Plus d'info

Kartable est-il gratuit ?

L'inscription gratuite donne accès à 10 contenus (cours, exercices, fiches ou quiz). Pour débloquer l'accès illimité aux contenus, aux corrections d'exercices, mode hors-ligne et téléchargement en PDF, il faut souscrire à l'offre Kartable Premium.
Plus d'info

Qui rédige les cours de Kartable ?

L'intégralité des contenus disponibles sur Kartable est conçue par notre équipe pédagogique, composée de près de 200 enseignants de l'Éducation nationale que nous avons sélectionnés.
Afficher plus

Qu'est ce que le service Prof en ligne ?

L'option Prof en ligne est un service de chat en ligne entre élèves et professeurs. Notre Prof en ligne répond à toutes les questions sur les cours, exercices, méthodologie et aide au devoirs, pour toutes les classes et dans toutes les matières. Le service est ouvert du lundi au vendredi de 16h à 19h pour les membres ayant souscrit à l'option.
Choisissez votre formule