band gap是什麼意思，band gap的意思翻譯、用法、同義詞、例句

常用詞典

[電子][物] 帶隙

High band gap materials.

高能隙材料。

Photonic crystals are a new kind of materials with photonic band gap.

光子晶體是一種具有光子帶隙的新型功能材料。

The lattice strain and band repulsion affecting band gap is investigated.

分析了晶格畸變和能帶間排斥效應對帶隙的影響。

These are photodetectors, band gap two electron volts, respond to visible light.

這是光電探測器，能帶隙為2電子伏，當它反應于可見光。

A new method has been proposed to modify the photonic band gap of synthetic opal.

本文提出了一種新的調節人工歐泊晶體的光學帶隙的方法。

帶隙（Band Gap）是固體物理學中的核心概念，指材料中價帶（Valence Band）頂部與導帶（Conduction Band）底部之間的能量差。它決定了材料的電學和光學性質，是區分導體、半導體和絕緣體的關鍵參數。

能量屏障
帶隙表示電子從價帶躍遷到導帶所需的最小能量。價帶由被原子束縛的電子占據，而導帶中的電子可自由移動形成電流。帶隙越大，電子越難躍遷，材料導電性越差。
材料分類依據
- 半導體：帶隙範圍通常為0.1–3.0 eV（如矽 1.1 eV、砷化镓 1.43 eV），可通過摻雜或光照調控導電性。
- 絕緣體：帶隙 >5 eV（如鑽石 5.5 eV），電子難以躍遷，幾乎不導電。
- 導體：帶隙接近0 eV（如銅），價帶與導帶重疊，電子可自由移動。

光電應用
- 太陽能電池：光子能量需大于帶隙才能激發電子-空穴對（如矽電池需波長 ≤ 1100 nm 的光）。
- LED與激光器：電子-空穴複合時釋放能量等于帶隙，決定發光波長（如氮化镓藍光 LED 帶隙約 3.4 eV）。
電子器件設計
帶隙寬度影響晶體管開關速度與功耗。窄帶隙材料（如鍺 0.67 eV）適用于高頻器件，寬帶隙材料（如碳化矽 3.3 eV）耐高溫高壓，用于功率器件。

實驗方法
- 光吸收譜：通過吸收邊位置計算帶隙（$E_g = frac{hc}{lambda}$，其中 $lambda$ 為吸收阈值波長）。
- 掃描隧道顯微鏡（STM）：直接觀測材料表面電子态密度分布。
工程調控手段
- 合金化：調節組分改變帶隙（如 $text{Al}xtext{Ga}{1-x}text{As}$ 的帶隙隨鋁含量增加而增大）。
- 應變工程：施加機械應力可改變晶格常數，調制帶隙值。

"Band gap"（帶隙）是固體物理學中的關鍵概念，指材料中價帶（電子占據的最高能帶）和導帶（未被占據的最低能帶）之間的能量差。它是決定材料導電性的核心因素：

類型與特征
- 導體（如金屬）：帶隙為零，電子可自由移動。
- 半導體（如矽）：帶隙較窄（約1-3 eV），電子可通過熱能或光激發躍遷。
- 絕緣體（如玻璃）：帶隙較大（>5 eV），電子難以躍遷。
直接與間接帶隙
- 直接帶隙（如砷化镓）：電子躍遷時動量不變，適合發光器件（LED、激光）。
- 間接帶隙（如矽）：電子需要改變動量（需聲子輔助），發光效率低，多用于電子器件。
應用影響
- 光電器件：帶隙決定材料吸收/發射光的波長（如太陽能電池需匹配太陽光譜）。
- 電子器件：帶隙大小影響半導體工作溫度範圍和導電性調控能力。
測量與調控
- 通過吸收光譜或光緻發光譜測定帶隙值。
- 溫度升高通常導緻帶隙略微減小（如矽每升溫1K，帶隙減少約0.3 meV）。

示例材料帶隙：

帶隙理論為半導體器件設計（如晶體管、太陽能電池）提供了物理基礎，同時也是光電子學發展的核心依據。