半导体氧化物都是透明的吗?有没有不透明的半导体氧化物?

半导体氧化物都是透明的吗?有没有不透明的半导体氧化物?,第1张

一般来说,透明的物质都不导电,导电的物质都不透明,但是也有特例,比如ZnO等。我们知道透明的物质之所以透明时因为它不吸收任何波长的光,即透明物质的禁带宽度大,不能吸收光子能量实现电子跃迁从而导电。但是通过某些特殊的手段可以实现极个别的几个透明导电物质。

关键在于凝聚态的能带理论——http://baike.baidu.com/view/290304.htm

不同分子的禁带宽度是不同的,电子要从禁带下面的满带(或半满带)跃迁到禁带上面的导带,就要吸收至少等于禁带宽度的能量。一般绝缘体的禁带最宽,半导体次之,金属的最窄。

可见光的光子的能量大多都小于绝缘体的禁带宽度,这样绝缘体满带中的电子就不会吸收那些不能令其跃迁到导带中的光子(一个电子也能同时吸收两个或更多的光子从而跃迁,但相对的概率极小,可忽略不计),光子既然不被吸收,自然就透射过去了。这就是玻璃透明的缘故。注意,如果光子的能量更大一些,超过了绝缘体禁带的宽度,那它就会吸收光子完成跃迁,而这时它就不透明了。玻璃对于紫外光是不透明的,就因为紫外光的光子能量更大。

可见光的光子的能量大多都大于金属或半导体的禁带宽度,与上面类似的道理,光子要被吸收,相应的物体就不透明了(注意,墙壁的组成中含有金属元素,比如氧化钙)。

可以做个大致的总结:纯净的绝缘体大多是透明的(纯水也不导电,普通水中含离子,故导电),而含金属或半导体元素的物体大多不透明。当然,极薄的物体往往都透明,比如极薄的金箔就是相当透明的,那是因为光在前进途中遇到的能吸收它的电子太少。


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