פער אסור

בפיזיקה של מצב מוצק, פער אסור, המכונה גם פער אנרגיה או פער פסים^[1] (באנגלית: band gap) הוא טווח של אנרגיות במוצק בו לא יכולים להימצא אלקטרונים. כאשר מתארים את המבנה האלקטרוני של מוצקים, פער האנרגיה מתייחס למרחק האנרגטי בין ראש פס הערכיות לתחתית פס ההולכה.

מבנה פסים במוליך למחצה

בתיאור פשטני, פער האנרגיה הוא האנרגיה המינימלית הדרושה לשחרר אלקטרון מהקליפה החיצונית של אטום במוצק, שם הוא קשור אל הגרעין (ונמצא בפס הערכיות), ולהפוך אותו לנושא מטען חופשי ונייד בסריג (פס ההולכה).

לפער האנרגיה חשיבות מכרעת בקביעת התכונות החשמליות והאופטיות של החומר. נהוג להפריד בין מתכת לבין מבודד או מוליך למחצה באופן הבא: אם רמת פרמי של החומר נמצאת בתור פער אסור, אז הוא מוליך למחצה או מבודד. ניתן לומר כי מוליך למחצה הוא למעשה מבודד עם פער אנרגיה קטן יחסית, אם כי אין גודל פער אסור המבדיל חד משמעית בין מוליך למחצה למבודד. מקרה ביניים נוסף הוא מוליך למחצה מנוון (degenerate semiconductor), שהוא מוליך למחצה עם רמת פרמי שנמצאת בתוך פס ההולכה או פס הערכיות בגלל סימום כבד.

ערכים נפוצים

להלן כמה דוגמאות של פערים אסורים במספר מוליכים למחצה ומבודדים^[2]

טור בטבלה המחזורית	שם החומר	סימן כימי	פער אסור ב-300K (אלקטרון וולט)
IV	צורן (סיליקון)	Si	1.12
IV	גרמניום	Ge	0.66
IV	יהלום	C	5.5
III-V	גליום ארסניד	GaAs	1.424
III-V	גליום פוספיד	GaP	2.26
III-V	גליום ניטריד (הקסגונלי)	GaN	3.39
	תחמוצת סיליקון	SiO2	8.9

ראו גם

• מוליך למחצה
• מבנה פסים
• פס הולכה
• פס ערכיות

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא פער אסור בוויקישיתוף

• פער אסור, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)