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。

pn结势垒宽度计算公式是Eg等于140除于geV。根据查询相关资料信息，势垒宽度的计算公式是Eg等于140除于geV。势垒宽度是指一个带隙宽度，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带，自由空穴存在的能带称为价带。

(1)半导体能带结构中,导带最低点与价带最高点之间的能量差称为禁带宽度,以Eg表示(单位为电子伏特ev).若禁带宽度Eg<2ev,则称为窄禁带半导体,如锗(Ge),硅(Si),砷化镓(GaAs),磷化铟(InP)

(2)价带和导带之间的能量值,称为禁带宽度.当固体受光照射时,仅有比禁带宽度能量大的光被吸收,价带的电子激发至导带,结果价带缺少电子,即发生空穴.

(3)该区域的大小称为禁带宽度,其能差为带隙能,半导体的带隙能一般为02～30eV.当用能量等于或大于带隙能的光照射催化剂时,价带上的电子被激发,越过禁带进入导带,同时在价带上产生相应的空穴,即生成电子空穴对.

(4)导带的能量下边界和价带的能量上边界之间的间隙。根据能带理论,固体中运动电子的能量谱值系由一系列准连续的具有一定宽度的能带(称为允带)所组成。两个相邻的允带之间的区域为不能被电子占据的能量禁区,称为禁带。禁带所覆盖的能量区间即为禁带宽度,用Eg表示。在室温下,半导体材料锗、硅、砷化镓的禁带宽度依次?

(5)砷化镓GaAs是典型的直接跃迁材料，当光子能量Ay大于禁带宽度Eg(t)时，对光的吸收系数可以写成即吸收系数和禁带宽度Eg(t)有直接的关系。而根据M.B.盘尼酉的研究，在20—973K的温度范围内，砷化镓材料的禁带宽度Eg(t)与温度t的关系式为：式中：Eg(0)为温度为0K的禁带能量，Eg(0)＝1.522eV；a为经验常数，a＝O.00058eV/K6为经验常数，b＝300K.这样，就可看出吸收系数和温度的关系。最后，可以得出它的透过串T和吸收系数。的关系式(即和温度的关系式)：式中：R为反射系数；X为砷化镓材料的厚度；n1、n2为界面两侧的折射率

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