帶隙

帶隙是導帶的最低點和價帶的最高點的能量之差，也稱能隙。帶隙越大，電子由價帶被激發到導帶越難，本徵載流子濃度就越低，電導率也就越低

基本介紹

• 中文名：帶隙
• 外文名：Band Gap
• 別名：能隙
• 定義：導帶最低點和價帶最高點能量差

簡介

能隙（band gap或energy gap）也譯作能帶隙（energy band gap）、禁頻寬度（width of forbidden band），在固體物理學中泛指半導體或絕緣體的價帶頂端至傳導帶底端的能量差距。

定義

對一個本徵半導體而言，其導電性與能隙的大小有關，只有獲得足夠能量的電子才能從價帶被激發，跨過能隙並躍遷至傳導帶。利用費米-狄拉克統計可以得到電子占據某個能級E₀的機率。又假設E₀>>E_F，E_F是所謂的費米能級，電子占據E₀的機率可以利用玻爾茲曼近似簡化為：

在上式中， E_g是能隙的寬度、k是玻爾茲曼常數，而T則是溫度。

套用

半導體材料的能隙可以利用一些工程手法加以調整，特別是在化合物半導體中，例如控制砷化鎵鋁（AlGaAs）或砷化鎵銦（InGaAs）各種元素間的比例，或是利用如分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE）成長出多層的外延材料。這類半導體材料在高速半導體元件或是光電元件，如異質結雙極性電晶體（Heterojunction Bipolar Transistor, HBT）、雷射二極體，或是太陽能電池上已經成為主流。