Tek bir serbest atom için verilmiş olan enerji seviyeleri diyagramları bir kristal içindeki aynı cinsten bir atoma uygulanamaz. İç veya öz elektronların enerji seviyeleri, atomun yakınından başka atomların bulunması sebebiyle pek fazla değişmez. Fakat dış (değerlik) elektronlarının düzeyleri bu elektronlar kimyasal bağların oluşumunda rol aldıkları için fazlaca değişecektir. Klasik teori bağlanma işini açıklayamadığı için yeni enerji seviyelerinin belirtilmesinde bir kere daha kuantum mekaniğe baş vurmak gerekir.

Bir yörünge elektronunun enerjisi ile bir LC rezonans devresinin frekansı arasında basit bir benzeşim kurulabilir. Komşularından uzakta bulunan bir atoma ait bir elektronun belirli ve kesin bir enerji seviyesinde bulunabileceği gösterilmiştir. Benzer şekilde tek başına bulunan bir rezonans devrenin, devre direnci ihmal edildiğinde;

Fo  = 

Bağlantısı ile belirli tek bir rezonans frekansı vardır. Elektronun enerjisi ile belirli tek bir rezonans devresinin frekansı arasındaki benzeşim, her iki durumda, bağlaşma mevcut olması hali için geliştirilebilir. Şekil 1.1'de birbirinin eşi olan rezonans devrelerinin bağlaşmaları halinde elde edilecek sonuçlar gösterilmiştir. Şekil 1.1 (a) da ki tek rezonans devresi için keskin bir rezonans eğrisi elde edilir. Benzer 2 devrenin bağlaşması, Şek. 1.1 (b) deki 2 tepeli rezonans eğrisini verir. Bağlaştırılan devrelerin sayısının arttırılması Şek. 1.1 (c) de görüldüğü gibi rezonans eğrisinin genişlemesi ile sonuçlanır.

Rezonans eğrisinin genişliği sadece devreler arasındaki bağlaşma derecesine bağlı olup bağlaşmış olan devrelerin sayısından bağımsızdır.

Bir kristalde komşu atomların elektronları arasındaki bağlaşma, bağlaşmış devrelerde rezonans eğrisinin genişlemesine benzer şekilde elektron enerji seviyeleri üzerine tesir eder. Bu durumda tek bir atom halindeki belirli ve tek bir enerji seviyesinden farklı olarak bir "enerji bandının" bahis konusu olacağı bulunmuştur.

Şekil : 1.2.  Karbonda, Atomlar Arası Uzaklığın Fonksiyonu Olarak Enerji Bantları

(Teorik, ölçekli değil)

Şekil : 1.3.   Elmas  Kristali İçin Enerji bantları Diyagramı

Şekil 1.3’de bir elmas kristaline ait enerji bantları diyagramı, enerji bantları için evvelce söylenenlere uygun olarak çizilmiştir. Bu diyagram Şek. 1-2deki eğrinin "elmas kristali" ile işaretlenmiş olan yerine, n = 2 kabuğunun iki parçaya ayrıldığı noktaya tekabül eder. Bu üstteki kısma iletim bandı ve altındaki kısma valans bandı denir. Bu ikisinin arasında hiçbir elektron enerji seviyesinin bulunamayacağı bir bölge vardır ki buna yasak bölge adı verilmiştir. Diyagramın en aşağısında n = 1 kabuğuna tekabül eden çok ince bir bant görülmektedir. Bütün bantlar yatay düz çizgilerle ayrılmışlardır ve bu, kristalin üniform farz edilmiş olduğunu ifade eder.

Karbon atomunun altı elektronu vardır ve her atomun en küçük altı elektron enerji seviyesi doludur. 0 halde 1-3'de n = 1’e tekabül eden kabuğun iki seviyesi ile valans bandındaki dört seviye dolu. iletim bandı tamamıyla baş olacaktır. Bu kabul sıcaklık ne olursa olsun ısı enerjisinin elektronlar üzerindeki etkisi ihmal edilmiş olduğu için, pratikte ancak yaklaşık olarak doğrudur. Eğer bu enerji elektronlarının seviyelerindeki dağılımlarına, hiç etki yapamayacak kadar küçükse durum aynen Şek. 1-3' deki gibidir.

Valans ve iletim bantlarının isimlerinin anlamı artık anlaşılabilir. Her atomun valans bandında bulunan dört elektronu, karbonun valansını belirten ve kovalan bağlarda yer alan elektronlardır. Komşu atomlarla ortaklaşa kullanılmakta olan bu elektronlar çekirdeğe sıkıca bağlıdırlar ve enerjileri serbest atomların benzer olayında bir rol oynamadıkları için gösterilmemiş ve bu iki elektrona ait enerji bandına Şek. 1-4 (b)'de çizilmemiştir.

 kaynak:Katılarda Bant Teorisi