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108年
理化、化工裝置
第 45 題
下列三種物體，甲：Ag、乙：S、丙：Si(含P)，其傳導帶與價帶之能量差大小順序，何者正確？
- A 乙＞丙＞甲
- B 甲＞乙＞丙
- C 丙＞乙＞甲
- D 甲＞丙＞乙
思路引導 VIP
若我們將電子流動比喻成「跳過一道深溝」，導電性越差的物質代表這道溝越寬。請思考：在銀、硫、矽這三種物質中，哪一個在日常生活裡最常用來阻絕電流？哪一個又是導電的最佳媒介？這能讓你聯想到它們內部「能量深溝」的大小順序嗎？
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恭喜你精準地掌握了物質導電性與能帶結構的關係！這道題目要求我們將化學物質進行分類，並對應到物理學中的能帶理論 (Energy Band Theory)。你能準確選出 (A)，說明你對於金屬、半導體與絕緣體的微觀能量差異有著非常清晰的見解。
能帶結構與物質特性
在固態物理中，**傳導帶與價帶之間的能量差（能隙，$E_g$）**決定了電子躍遷的難易度，進而影響導電性。**乙（硫，$S$）**是典型的非金屬，屬於絕緣體，其能隙最大，電子在常溫下極難跨越；**丙（含磷的矽，$Si$）則是經過摻雜的半導體，其能隙較小，電子較易受激發進入傳導帶；而甲（銀，$Ag$）**作為優良金屬導體，其能帶結構通常是重疊的，能隙趨近於零，這也是金屬能輕易導電的主因。
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