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。

物质吸收光其实就是将光子能量吸收了。可见光的光子能量范围为1.8~3.1eV，半导体和绝缘体能吸收哪些光取决于其带隙（Eg），带隙值大于3.1eV的物质不吸收光，呈无色透明；若只吸收1.8~3.1eV范围内的一部分，那么该物质就会呈现颜色。金属不存在带隙，对光的吸收与半导体和绝缘体的情况有区别，具体怎样的我就不知道了。（参考上海交通大学《材料科学基础》（第三版）10.5.6和10.5.8）

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