半导体材料光学带隙的计算禁带宽度是半导体的一个重要特征参量,其大小主要决定于半导体的能带结构,即与晶体结构和原子的结合性质等有关。禁带宽度的大小实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量,也就是产生本征激发所需要的最小能量。禁带宽度可以通过电导率法和光谱测试法测得,为了区别用电导率法测得禁带宽度值,用光谱测试法测得的禁带宽度值又叫作光学带隙。下面以光谱测试法为例介绍半导体材料光学带隙的计算方法:对于半导体材料,其光学带隙和吸收系数之间的关系式为1:h=B(h-Eg)m ( 1)其中为摩尔吸收系数,h为普朗克常数,为入射光子频率, B 为比例常数, Eg为半导体材料的光学带隙,m的值与半导体材料以及跃迁类型相关:(1)当 m=1/2 时,对应直接带隙半导体允许的偶极跃迁;( 2)当 m=3/2 时,对应直接带隙半导体禁戒的偶极跃迁;( 3)当m=2 时,对应间接带隙半导体允许的跃迁;( 4)当m=3 时,对应间接带隙半导体禁戒的跃迁。下面介绍两种禁带宽度计算公式的推导方法:推导 1:根据朗伯比尔定律可知:A=b c