Struktur pita elektronik

Dalam fisika zat padat, struktur pita elektronik (atau secara sederhana struktur pita) suatu padatan menggambarkan rentang energi yang dibolehkan atau terlarang bagi sebutir elektron. Pita ini terbentuk akibat difraksi gelombang kuantum elektron. Struktur pita elektronik ini menentukan beberapa ciri bahan, terutama sifat elektronik dan optiknya.

Terjadinya struktur pita elektronik

Elektron-elektron pada atom bebas mengisi orbital-orbital atom, membentuk sekumpulan tingkat-tingkat energi yang diskrit. Bila beberapa atom didekatkan bersama-sama dalam sebuah molekul, orbital atomik mereka terbelah. Ini menghasilkan sejumlah orbital molekuler yang sebanding dengan jumlah atom. Bila sejumlah besar atom (dalam orde $10^{20}$) digabungkankan bersama-sama membentuk padatan, banyaknya orbital ini menjadi sangat besar, dan perbedaan energi di antara mereka menjadi sangat kecil, sehingga tingkat-tingkat energi ini dapat dianggap membentuk pita energi kontinu, bukannya tingkat energi diskrit seperti yang dijumpai atom bebas. Namun beberapa selang energi tidak memiliki orbital, berapa pun banyaknya atom yang bergabung. Ini membentuk celah pita

Dalam pita energi, tingkat energi begitu banyaknya sehingga membentuk kesinambungan. Pertama, selisih antara tingkat energi dalam padatan dapat dibandingkan dengan energi yang terus-menerus dipertukarkan dengan fonon (vibrasi atom). Kedua, selisih tersebut sebanding dengan ketidakpastian energi akibat prinsip ketidakpastian Heisenberg, untuk jangka waktu yang cukup panjang. Akibatnya, selisih antara tingkat-tingkat energi ini dapat diabaikan.

Bacaan lebih jauh

1. Kotai no denshiron (The theory of electrons in solids), by Hiroyuki Shiba, ISBN 4-621-04135-5
2. Microelectronics, by Jacob Millman and Arvin Gabriel, ISBN 0-07-463736-3, Tata McGraw-Hill Edition.
3. Solid State Physics, by Neil Ashcroft and N. David Mermin, ISBN 0-03-083993-9
4. Elementary Solid State Physics: Principles and Applications, by M. Ali Omar, ISBN 0-201-60733-6
5. Introduction to Solid State Physics by Charles Kittel, ISBN 0-471-41526-X
6. Electronic and Optoelectronic Properties of Semiconductor Structures - Chapter 2 and 3 by Jasprit Singh, ISBN 0-521-82379-X