
【电】 forbidden energy gap
ban; bear; imprison; prohibit; restain oneself; stand; taboo
【化】 energy gap
禁能隙(Band Gap)是固体物理学中的核心概念,指材料中电子允许存在的能量范围与禁止存在的能量范围之间的间隔。其英文对应术语"band gap"源自能带理论,描述晶体材料导带与价带之间的能量差,单位为电子伏特(eV)。
物理意义与分类
根据禁能隙宽度,材料可分为三类:
工程应用
半导体器件的核心参数由其禁能隙决定。例如硅的1.12 eV禁能隙(300K),使其成为晶体管和太阳能电池的理想材料。窄禁能隙材料(如锗)适用于红外探测器,宽禁能隙材料(如氮化镓)则用于高功率电子器件。
测量与调控
实验测定主要采用光吸收谱法,通过吸收边确定能隙值。现代技术通过掺杂(如硼掺杂硅)或异质结构(如GaAs/AlGaAs)可实现能隙的精确调控,这种调控能力是光电子器件微型化的基础。
“禁能隙”这一表述可能存在用词偏差,正确的物理学术语应为“禁带宽度”或“能隙”(Band Gap),指的是半导体或绝缘体中导带底与价带顶之间的能量差。以下是详细解释:
禁带宽度是指导带最低点(导带底)和价带最高点(价带顶)之间的能量差值。这一能量差决定了材料的导电性质:
材料 | 禁带宽度(300K) |
---|---|
硅(Si) | 1.1 |
锗(Ge) | 0.67 |
砷化镓(GaAs) | 1.43 |
氮化镓(GaN) | 3.4 |
提示:若需更专业的文献或数据,可参考半导体物理教材或学术数据库(如、9的扩展内容)。
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