A szabad elektronok energiája tetszőleges értékű lehet, ugyanakkor az atommag környezetében levő elektronok csak meghatározott -kel rendelkezhetnek, amely különbözik valamennyi egyéb elektron energiaértékétől.
A megengedett energiaértékeket a kvantumszámok határozzák meg. Ha az atomok egymással kölcsönhatásba lépnek (pl. kristályt alkotnak) az atomonként azonos kvantumszámokhoz tartozó energiaértékek kis mértékben különböznek egymástól, a megengedett energiaértékek energiasávokat alkotnak. A megengedett energiaérték és annak betöltöttsége nem azonos fogalom. Nem szükségszerű, hogy minden megengedett energiaállapotban találjunk elektront. Alapállapotban, minden külső energiaközlés hiányában, tehát abszolút nulla hőmérsékleten az elektronok a legkisebb energiához tartozó megengedett energiaértéket ?foglalják el", magasabb megengedett energiaértékbe energiaközléssel, pl. melegítéssel, sugárzó energia közlésével stb. gerjeszthető az elektron. Elektromos térerősség által közönségesen nem közölhető akkora energia az atomi kötelékben levő elektronnal, hogy az az atom környezetét elhagyva szabadon mozoghasson, ehhez igen nagy térerősség szükséges (téremiszszió). Egy energiasávon belül a megengedett energiaértékek oly kis értékkel térnek el egymástól, hogy a csak részben betöltött sávban ?helyet foglaló" elektronok gyakorlatilag szabadon mozognak az atomrács környezetében (azaz a kristály belsejében), s kis térerősség hatására is elmozdulnak, áramot vezetnek. Viszonylag üres sávban helyet foglaló elektronok lényegében a sáv legkisebb energiájú megengedett energiaértékeit töltik be, viszonylag tele sávban a legnagyobb megengedett energiaértékekhez tartozó állapotok maradnak üresen; az előbbi esetben a kristály elektron-, az utóbbiban pedig lyukvezető tulajdonságokat mutat.
Lásd még:
