带隙宽度怎么计算

下面以光谱测试法为例介绍半导体材料光学带隙的计算方法:

对于半导体材料，其光学带隙和吸收系数之间的关系式为[]:

ah v -B0HEg)u ( 1) .

其中a为摩尔吸收系数, h为普朗克常数，v为入射光子频率，B为比例常数，Eg

为半导体材料的光学带隙，m 的值与半导体材料以及跃迁类型相关:

推导1:根据朗伯比尔定律可知:

A=ab c?(2)

其中A为样品吸光度，b 为样品厚度，c为浓度，其中be为一常数，若

B1=(B/be)1/m，则公式(1)可为:

(Ahv1)m=B1(hv-Eg) (3)

根据公式(3)，若以hv值为x轴，以(Ah v )1/m值为y轴作图，当y=0时，反向延

伸曲线切线与x轴相交，即可得半导体材料的光学带隙值Eg。

禁带宽度是半导体的一个重要特征参量，其大小主要决定于半导体的能带结构，即与晶体结构和原子的结合性质等有关。禁带 宽度的大小实际上是反映了价电子被

束缚强弱程度的一个物理量，也就是产生本征激发所需要的最小能量。

禁带宽度可以通过电导率法和光谱测试法测得,为了区别用电导率法测得禁带宽度值，用光谱测试法测得的禁带宽度值又叫作光学带隙。

吸收光谱最强位置的波长（nm），转化为能量单位电子福特即可（eV） 如果题主懒得算，给你个简单的公式 ： 1240/波长=禁带宽度（eV）先将uv-vis图谱转换为ahv^2 vs hv曲线，其中a是alpha，吸收系数。然后你会看到图大概是先转个弯，然后有一段近似线性。然后你将线性部分作切线，它与x轴的交点就是带隙。

(α hv)1/m=B(hν-Eg)

直接带隙：m=1/2

间接带隙：m=2

α为吸收系数，B为常数，hv为光子能量，h 为普朗克常数=4.1356676969×10-15 eV·s，ν 为入射光子频率，Eg表示半导体禁带宽度(带隙)

绝缘体的禁带宽度：绝缘体的禁带宽度比较大（6~7ev），而半导体的禁带宽度通常在1ev左右，例如300K下，Si的Eg 1.12ev，Ge 0.67ev，GaAs 1.43ev,当外界条件变化的时候，里面的电子会获得能量，获得能量之后，满带中少量电子，跃迁到上一个空带的底部附近，所以满带中的电子和原先空带中的少量电子都参与导电，所以常温下具有一定的导电能力，通常把满带中，少量电子跃迁后，剩余的大量电子对电流的贡献，用少量的带正电的准粒子加以等效描述，称为空穴。

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