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课件网) 半导体的能带 半导体的能带 1. 元素半导体的能带结构 金刚石结构 x y z 设 B 沿 kx, ky, kz 轴的方向余弦分别为 ， ， ，则 如果等能面是椭球面，则有效质量是各 向异性的。沿kx, ky, kz 轴方向分别为 mx*, my*, mz*。 导带 价带 硅和锗的能带结构 [0ī0] [100] [00ī] [010] [ī00] [001] 硅导带等能面示意图 极大值点 k0 在坐标轴上。 共有6个形状一样的旋转椭球等能面。 (1)导带 A B C D 导带最低能值 [100]方向 硅的能带结构 价带极大值 位于布里渊区的中心（坐标原点K=0） 存在极大值相重 合的两个价带 外面的能带曲率小，对应的有效质量大，称该能带中的空穴为重空穴 ，(mp*)h 。 内能带的曲率大，对应的有效质量小，称此能带中的空穴为轻空穴，（mp*)l 。 E(k)为球形等能面 （2）价带 锗的能带结构 导带最低能值 [111]方向布里渊区边界 存在有四个这种能量最小值 E(k)为以[111]方向为旋转轴的椭圆等能面 价带极大值 位于布里渊区的中心（K=0） 存在极大值相重合 的两个价带 外面的能带曲率小，对应的有效质量大，称该能带中的空穴为重空穴 。 内能带的曲率大，对应的有效质量小，称此能带中的空穴为轻空穴。 禁带宽度 Eg 随温度增加而减小 且 Si：dEg/dT=-2.8×10-4 eV/K Ge: dEg/dT=-3.9×10-4 eV/K Eg: T=0: Eg (Si) = 0.7437 eV Eg (Ge) = 1.170 eV Ge、Si能带结构的主要特征 多能谷结构： 锗、硅的导带分别存在四个和六个这种能量最小值，导带电子主要分布在这些极值附近，通常称锗、硅的导带具有~。 间接带隙半导体： 硅和锗的导带底和价带顶在 k 空间处于不同的 k 值。 2. III－V族化合物的能带结构 GaAs的能带结构 闪锌矿结构 E GaAs Eg 0·36eV L Γ X [111] [100] 导带有两个极小值： 一个在k=0处，为球形等 能面， 另一个在[100]方向，为 椭球等能面，能量比 k=0 处的高 0.36eV，
