エネルギーバンドギャップ
共有結合により周囲の原子と共有されている価電子をエネルギー的に見ると、エネルギー的に安定した（エネルギー準位が低い）価電子帯に収まった状態にあります。
また、価電子帯にある電子は外部からの光や熱などのエネルギーを受けることで、共有結合から飛び出し物質内を自由に動き回れる自由電子になることができますが、自由電子となった電子をエネルギー的にみると伝導帯と呼ばれる高いエネルギー準位に遷移しています。
エネルギーバンド構造
価電子帯と伝導体の間のエネルギー状態は、通常、電子が安定して存在できない領域となっており、この領域は禁制帯と呼ばれます。
禁制帯の幅はエネルギーバンドギャップと呼ばれますが、このエネルギーバンドギャップの大きさは物質ごとに決まっており、この幅が適当であることが半導体材料としての有用性に大きく影響します。
また、このようなエネルギー状態の階層構造をエネルギーバンド構造と呼びます。
価電子と自由電子
価電子帯にとどまっている価電子は物質内を自由に移動するためのエネルギーを持っていないため、物質に電圧がかかっても移動できず電荷を運ぶこと（電流を流すこと）ができません。
一方、外部からエネルギーを得て伝導体に遷移した自由電子は、物質内を自由に移動することができるため、物質に電圧がかかるとプラス電位の方向へ電荷を運び、電流を流すことが可能です。
