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文档简介

1、重要半导体的能带图（参考资料）能带结构就是晶体电子的能量E 与波矢k 之间的关系曲线。现在已经发展出了许多能带结构的计算方法和实验方法，并且对于一系列半导体的能带结构进行了理论计算和实验验证。能带结构的计算一般都是在一定的晶格周期性势场形式下、基于单电子近似来求解Schrödinger方程；这里重要的是如何选取晶格周期性势场的近似模型。因此，依据势场模型的选取就有多种不同的计算能带结构的方法，例如Hartree-Fock 方法、量子缺陷方法、赝勢方法等。 图1若干半导体的能带结构（计算）图1是采用赝勢方法计算而得到的若干重要半导体的能带结构图（未考虑电子自旋）。见到，图中所有半导体的

2、价带顶都位于Brillouin 区中心（点），然而导带底却不一定；因此就有所谓直接跃迁能带结构的半导体（直接禁带半导体）和间接跃迁能带结构的半导体（间接禁带半导体）之分：Si 、Ge 、GaP 、AlP 、AlSb 、AlAs 等是间接禁带半导体；GaAs 、InP 、InAs 、InSb 、GaSb 、ZnS 、ZnSe 、ZnTe 、CdTe 等是直接禁带半导体。-Sn （灰锡）具有金刚石型的晶体结构，它是一种半金属（即禁带宽度为0的半导体）；其他类似的半金属有HgSe 和HgTe 。图2图5示出的是一些重要的宽禁带半导体的能带结构。这些新型的半导体往往被称为第三代半导体材料（第一代是Si ，第二代是GaAs ）。GaN 、AlN 、InN 是直接禁带半导体，SiC 、BN 是间接禁带半导体。它们在高功率、高温、微波、低噪声等应用领域内具有优良的性能；特别，氮化镓基的半导体不仅在微波领域、而且在高效率发光（蓝色光）领域内，都表现出了突出的成效。 图2三种碳化硅的能带结构 图

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