عایق ها در دو دسته‌ی عایق‌های مات-هابارد و عایق‌های انتقال بار دسته‌بندی می‌شوند. طرح‌واره‌ی کلی این عایق‌ها در شکل نمایش داده شده است.
این شکل براساس اکسید عناصر واسطه رسم شده است.
همان طور که در شکل قسمت (الف) مشاهده می شود پارامتر هابارد باعث شکافتگی اوربیتال نیمه‌پر 3d به دو نوار کاملاً پر و خالی ( زیر‌نوار‌های هابارد ) می‌شود. نوار 3d بالای سطح فرمی کاملاً خالی بوده و نوار رسانش محسوب می‌شود و نوار 3d در پایین سطح فرمی کاملاً پر بوده و نوار ظرفیت محسوب می‌شود.
طرح واره عایق ها (الف) عایق مات-هابارد (ب) عایق انتقال بار
شکافتگی هابارد باعث شده است که این دو نوار، بین دو نوار پهن 2p اکسیژن و 4s اتم عنصر واسطه قرار گیرند. در این نوع چینش اوربیتالی لزوماً گاف نواری کوچک نیست و در صورتی که الکترون‌ها در وضعیت برانگیختگی قرار گیرند الکترون‌ها از نوار پر 3d به نوار خالی 3d منتقل می‌شوند. این نوع ساختار به عایق مات-هابارد معروف است.
به عبارت دیگر سهم غالب در توزیع الکترون‌ها در نوار ظرفیت مربوط به نوار 3d بوده و احتمال انتقال الکترون از این نوار به نوار رسانش بسیار زیاد هست. نمایش دو زیر‌نوار هابارد در این مدل تنها یک ساده‌سازی بوده و میدان بلوری و تبهگنی اوربیتال d می‌تواند منجر به ایجاد زیر‌نوار‌های بیش‌تری می‌شوند.
همان‌گونه که در شکل(ب) نشان داده شده است؛ با اعمال پارامتر هابارد شکافتگی بیش‌تری برای اوربیتال 3d اتفاق افتاده و نوار‌های 3d نسبت به شکل (الف) جابه‌جایی بیش‌تری را نشان می‌دهند. نکته‌ی مهم در این شکل حضور سهم غالب اوربیتال 2p اکسیژن در سطح فرمی می‌باشد . در این ساختار که به عایق انتقال بار معروف است در اثر برانگیختگی ، احتمال انتقال الکترون از اوربیتال 2p اکسیژن به نوار رسانش 3d بسیار بیشتر می‌باشد.
بنابراین مهم ترین تفاوت این دو ساختار در این نکته است که در عایق‌های مات در حالت برانگیختگی الکترون‌ها از اوربیتال کاملاً پر 3d به اوربیتال کاملاً خالی 3d در بالای سطح فرمی انتقال می‌یابند ؛ در حالی‌که در عایق انتقال بار ، احتمال انتقال الکترون‌ها در حالت برانگیختگی از اوربیتال 2p اکسیژن به اوربیتال 3d عنصر واسطه در بالای سطح فرمی بیشتر است.
یک دیدگاه
Or use one of these social networks