能隙

✍ dations ◷ 2025-04-03 17:15:22 #固体物理学,半导体

能隙(band gap或energy gap)也译作能带隙(energy band gap)、禁带宽度(width of forbidden band),在固体物理学中泛指半导体或绝缘体的价带顶端至传导带底端的能量差距。

对一个本征半导体而言,其导电性与能隙的大小有关,只有获得足够能量的电子才能从价带被激发,跨过能隙并跃迁至传导带。利用费米-狄拉克统计可以得到电子占据某个能级 E 0 {\displaystyle E_{0}} 的概率。又假设 E 0 >> E F {\displaystyle E_{0}>>E_{F}} E F {\displaystyle E_{F}} 是所谓的费米能级,电子占据 E 0 {\displaystyle E_{0}} 的概率可以利用玻尔兹曼近似简化为:

在上式中, E g {\displaystyle E_{g}} 是能隙的宽度、 k {\displaystyle k} 是玻尔兹曼常数,而 T {\displaystyle T} 则是温度。

半导体材料的能隙可以利用一些工程手法加以调整,特别是在化合物半导体中,例如控制砷化镓铝(AlGaAs)或砷化镓铟(InGaAs)各种元素间的比例,或是利用如分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)成长出多层的外延材料。这类半导体材料在高速半导体元件或是光电元件,如异质结双极性晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)、激光二极管,或是太阳能电池上已经成为主流。

Direct and indirect band gaps(英语:Direct and indirect band gaps)

相关

  • 进化树系统发生树(英语:phylogenetic tree)又称演化树或进化树(evolutionary tree),是表明被认为具有共同祖先的各物种间演化关系的树状图。是一种亲缘分支分类方法(cladogram)。在图中,每
  • 但丁·阿利吉耶里但丁·阿利吉耶里(意大利语:Dante Alighieri,意大利语:,1265年-1321年9月14日)全名杜兰提·第·阿利吉耶罗·戴尔·阿利吉耶里,也就是著名的意大利中世纪诗人但丁。他是现代意大利语
  • 分子式化学式(德语:chemische Formel/英语:chemical formula),是一种用来表示化学物质(也可能为元素或化合物)组成的式子。一般情况下,由元素符号、数字或其他符号组成;这些符号单一行列,被限
  • 妈妈病毒Acanthamoeba castellanii mamavirus妈妈病毒(mamavirus)是已知的最复杂的病毒之一。它属于拟菌病毒科(它包含 拟菌病毒 和妈妈病毒)。 拟菌病毒也属于核质巨DNA病毒 (NCLDVs),痘
  • 壶腹肝胰壶腹(hepatopancreatic ampulla),也称为肝胰管(hepatopancreatic duct)、乏特氏壶腹(ampulla of Vater),是胰管(英语:pancreatic duct)和胆总管(英语:common bile duct)结合后形成的组
  • 1991年 札幌第十五届冬季世界大学生运动会于1991年3月2日至3月10日在日本的札幌举行,这也是冬季大学生运动会首次在亚洲举行。吉祥物为沙比(Sappy,是一种鹿)值得注意的是,一种以检测DNA的方
  • 沙峡谷沙峡谷(英语:Sand Canyon)是位于美国加利福尼亚州洛杉矶县的一个非建制地区。该地的面积和人口皆未知。沙峡谷的座标为34°42′47″N 118°08′30″W / 34.71306°N 118.14167
  • 朱丽安娜女王朱丽安娜女王(Juliana Louise Emma Marie Wilhelmina,1909年4月30日-2004年3月20日),全名朱丽安娜·路易丝·艾玛·玛丽·威廉敏娜,荷兰女王贝娅特丽克丝的母亲。1948年9月登基,任
  • 月骨月骨(或称半月骨)是人体手部掌骨的一部分,特色是前侧深陷而呈现新月状。它位于掌骨近心列(即最靠近前臂的一列)的中央,夹在外侧的手舟骨和内侧的三角骨(英语:Triquetral bone)之间,并
  • 艾芭·罗尔瓦雀艾芭·罗尔瓦雀(意大利语:Alba Rohrwacher,1979年2月17日-)是意大利女演员。艾芭·罗尔瓦雀出生于佛罗伦斯,父亲是德国人,母亲则是意大利人。2009年,她因演出《乔凡娜的父亲(意大利语