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半導(dǎo)體的能帶

半導(dǎo)體的能帶1.元素半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)xyz設(shè)B沿kx,ky,kz

軸的方向余弦分別為

，

，

，則如果等能面是橢球面，則有效質(zhì)量是各向異性的。沿kx,ky,kz

軸方向分別為mx*,my*,mz*。導(dǎo)帶價(jià)帶硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu)[0ī0][100][00ī][010][ī00][001]硅導(dǎo)帶等能面示意圖極大值點(diǎn)k0在坐標(biāo)軸上。共有6個(gè)形狀一樣的旋轉(zhuǎn)橢球等能面。(1)導(dǎo)帶ABCD導(dǎo)帶最低能值[100]方向

硅的能帶結(jié)構(gòu)

價(jià)帶極大值

位于布里淵區(qū)的中心（坐標(biāo)原點(diǎn)K=0）存在極大值相重合的兩個(gè)價(jià)帶

外面的能帶曲率小，對(duì)應(yīng)的有效質(zhì)量大，稱該能帶中的空穴為重空穴，(mp*)h

。內(nèi)能帶的曲率大，對(duì)應(yīng)的有效質(zhì)量小，稱此能帶中的空穴為輕空穴，（mp*)l

。

E(k)為球形等能面（2）價(jià)帶鍺的能帶結(jié)構(gòu)

導(dǎo)帶最低能值

[111]方向布里淵區(qū)邊界存在有四個(gè)這種能量最小值

E(k)為以[111]方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸的橢圓等能面價(jià)帶極大值

位于布里淵區(qū)的中心（K=0）

存在極大值相重合的兩個(gè)價(jià)帶

外面的能帶曲率小，對(duì)應(yīng)的有效質(zhì)量大，稱該能帶中的空穴為重空穴。內(nèi)能帶的曲率大，對(duì)應(yīng)的有效質(zhì)量小，稱此能帶中的空穴為輕空穴。

禁帶寬度Eg隨溫度增加而減小且Si：dEg/dT=-2.8×10-4eV/K

Ge:dEg/dT=-3.9×10-4eV/KEg:

T=0:Eg(Si)=0.7437eV

Eg(Ge)=1.170eV

Ge、Si能帶結(jié)構(gòu)的主要特征

多能谷結(jié)構(gòu)：

鍺、硅的導(dǎo)帶分別存在四個(gè)和六個(gè)這種能量最小值，導(dǎo)帶電子主要分布在這些極值附近，通常稱鍺、硅的導(dǎo)帶具有~。

間接帶隙半導(dǎo)體：

硅和鍺的導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂在k

空間處于不同的k

值。2.III－V族化合物的能帶結(jié)構(gòu)GaAs的能帶結(jié)構(gòu)閃鋅礦結(jié)構(gòu)EGaAsEg0·36eVLΓX[111][100]導(dǎo)帶有兩個(gè)極小值：一個(gè)在k=0處，

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