聚丙烯腈的禁带宽度计算公式和导带价带数值

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-04-10 01:30 标签： 禁带宽度
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大部分半导体材料的禁带宽度、导带价带位置
求助各位虫友，有没有关于半导体材料的禁带宽度、导带价带位置的资料。。尽可能全一点。。有的话可不可以发我一份。。:hand:
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禁带、价带和导带
一、 禁带、禁带宽度及其物理意义
1.1 基本信息 禁带是指在能带结构中能态密度为零的能量区间。常用来表示价带和导带之间的能态密度为零的能量区间。禁带宽度的大小决定了材料是具有半导体性质还是具有绝缘体性质。半导体的禁带宽度较小，当温度升高时，电子可以被激发传到导带，从而使材料具有导电性。绝缘体的禁带宽度很大，即使在较高的温度下，仍是电的不良导体。
禁带宽度(Band gap)是指一个能带宽度(单位是电子伏特(ev
))，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子存在，自由电子存在的能带称为导带（能导电），被束缚的电子要成为自由电子，就必须获得足够能量从而跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。
例如：锗的禁带宽度为0.66ev；硅的禁带宽度为1.12ev；砷化镓的禁带宽度为1.46ev；氧化亚铜的禁带宽度为2.2eV。禁带非常窄的一般是金属，反之一般是绝缘体。半导体的反向耐压，正向压降都和禁带宽度有关。
1.2 禁带宽度的物理意义
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。
半导体价带中的大量电子都是价键上的电子[1]，不能够导电，即不是载流子。只有当价电子跃迁到导带（即本征激发）而产生出自由电子和空穴[2]，才能够导电。空穴实际上也就是价电子跃迁到导带以后所留下的价键空位（一个空穴的运动就等效于一大群价电子的运动）。因此，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。
[1] 价电子，指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键的电子。主族元素的价电子就是主族元素原子的最外层电子；过渡元素的价电子不仅是最外层电子，次外层电子及某些元素的倒数第三层电子也可成为价电子，如有时也包括次外层的D电子，对于镧系元素，还有倒数第三层的F电子
[2] 自由电子和空穴称为载流子，在电场力作用下的运动称为漂移运动，载流子定向的漂移运动形成了电流。 要靠电子导电的半导体被称为N型半导体。N型半导体中电子是多数载流子（简称多子），空穴是少数载流子（简称少子）。主要靠空穴导电的半导体被称为P型半导体。P型半导体中空穴是多数载流子（简称多子）、自由电子是少数载流子（简称少子）。将P型半导体与N型半导体通过物理、化学方法有机地结合为一体后，在交界处就形成了PN结，PN结具有非线性电阻的特性，可以制成二极管作整流器件，PN结是构成多种半导体器件的基础。
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禁带宽度的负值是如何计算的？
各位大侠，最近用MS计算了一种掺杂半导体的能带结构，结果显示：价带与导带有重叠，即禁带宽度为负值（很多文献也已经证明此计算结果）。但不明白这个负值究竟是怎么得到的。如图箭头所指的1、2、3点分别为价带最低点、价带最高点、导带最低点，禁带宽度的负值究竟是上述三点的哪两个之间的差值？请各位大侠不吝赐教。另外，我研究的材料是直接带隙半导体，未掺杂时价带和导带的最值位于M对称点。
Graph1.jpg
谢谢回复！确实很多文献提到过禁带宽度为负值这一问题（如PHYSICAL REVIEW B 74, 06），主要是由于理论计算与实际存在偏差导致的。我现在不明白的是这个负值究竟是哪两个值的差？
导带底低于价带顶，Eg就是负值
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