禁帶寬度是指固體材料中光的能量不能通過(guò)的能帶范圍。以下是對(duì)可見(jiàn)光禁帶寬度的詳細(xì)解釋?zhuān)?/p>

一、不同材料的禁帶寬度與可見(jiàn)光的關(guān)系

1. 導(dǎo)體：

• 導(dǎo)體的禁帶寬度為零，因?yàn)樗鼈兊碾娮幽軒е写嬖谧杂呻娮樱娮涌梢匀菀椎匾苿?dòng)。

• 因此，可見(jiàn)光對(duì)于導(dǎo)體來(lái)說(shuō)并沒(méi)有明確的禁帶寬度。

2. 絕緣體：

• 絕緣體的禁帶寬度較大，一般大于3電子伏特（eV）。

• 因此，可見(jiàn)光對(duì)絕緣體而言也沒(méi)有明確的禁帶寬度。

3. 半導(dǎo)體：

• 半導(dǎo)體的禁帶寬度通常在1至3電子伏特之間。

• 可見(jiàn)光的能量范圍大約為1.65至3.10電子伏特，因此可見(jiàn)光對(duì)應(yīng)的禁帶寬度主要分布在半導(dǎo)體材料中。

二、半導(dǎo)體禁帶寬度的具體實(shí)例

• 對(duì)于氧化物半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度一般大于3.1eV。例如，常見(jiàn)的In2O3、SnO2和ZnO，其光學(xué)禁帶寬度分別為3.75eV、3.8eV和3.2eV。由于它們的禁帶寬度大于可見(jiàn)光的能量范圍，因此這些氧化物半導(dǎo)體對(duì)可見(jiàn)光是透明的。

三、禁帶寬度的計(jì)算方法

在實(shí)際科研和應(yīng)用中，對(duì)禁帶寬度的測(cè)量是研究半導(dǎo)體材料性質(zhì)的基本手段。禁帶寬度可以通過(guò)多種方法測(cè)得，其中光譜測(cè)試法是常用方法之一。通過(guò)光譜測(cè)試法測(cè)得的禁帶寬度被稱(chēng)為光學(xué)帶隙。

• 截線法：基于半導(dǎo)體的帶邊波長(zhǎng)（吸收閾值λg）與禁帶寬度Eg之間的數(shù)量關(guān)系（Eg=1240/λg）進(jìn)行計(jì)算。

• Tauc plot法：基于Tauc、Davis和Mott等人提出的公式（(αhν)1/n=B(hν-Eg)）進(jìn)行計(jì)算，其中α為吸光系數(shù)，h為普朗克常數(shù)，ν為頻率，B為常數(shù)，Eg為半導(dǎo)體禁帶寬度，指數(shù)n與半導(dǎo)體類(lèi)型直接相關(guān)（直接帶隙n=1/2，間接帶隙n=2）。

綜上所述，可見(jiàn)光禁帶寬度范圍主要存在于半導(dǎo)體材料中，其范圍與半導(dǎo)體的具體類(lèi)型有關(guān)。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體等寬帶隙材料，其禁帶寬度通常大于可見(jiàn)光的能量范圍，因此對(duì)可見(jiàn)光是透明的。