En física del estado sólido, la banda de valencia y la banda de conducción son las bandas más cercanas al nivel de Fermi y, por lo tanto, determinan la conductividad eléctrica del sólido. En aisladores eléctricos y semiconductores, la banda de valencia es el rango más alto de energías de electrones en el que los electrones están normalmente presentes a temperatura cero absoluta. Por ejemplo, un átomo de silicio tiene catorce electrones. En el estado fundamental, están dispuestos en la configuración electrónica [Ne] 3s 2 3p 2 . De estos, cuatro son electrones de valencia, ocupando el orbital 3s y dos de los orbitales 3p. La distinción entre las bandas de valencia y conducción no tiene sentido en los metales, porque la conducción se produce en una o más bandas parcialmente rellenas que adquieren las propiedades de las bandas de valencia y conducción.
Nivel Fermi
El término «nivel de Fermi» proviene de las estadísticas de Fermi-Dirac , que describe una distribución de partículas sobre estados de energía en sistemas que consisten en fermiones (electrones) que obedecen el principio de exclusión de Pauli . Como no pueden existir en estados de energía idénticos, el nivel de Fermi es el término utilizado para describir la parte superior de la colección de niveles de energía de electrones a temperatura cero absoluta . El nivel de Fermi es la superficie del mar de Fermi.en cero absoluto donde ningún electrón tendrá suficiente energía para elevarse por encima de la superficie. En metales, el nivel de Fermi se encuentra en la banda de conducción hipotética que da lugar a electrones de conducción libre. En semiconductores, la posición del nivel de Fermi está dentro del intervalo de banda, aproximadamente en el medio del intervalo de banda.
