半导体的禁带宽度大小对它的用途有何影响请举例说明

禁带宽度对于半导体器件性能的影响非常大，它直接决定着器件的耐压和最高工作温度；比如氮化镓禁带宽度很大，即便高温价带电子也很难吸收大于Eg的热辐射的能量跳变到导带，这样就能继续发挥半导体作用，同理因为跃迁能量较大，所以GaN更难被击穿，因此常用作高压耐高温器件，也有很高的抗辐射性能。

另一方面，通过掺杂调节禁带宽度可以制作高电子迁移率晶体管（HEMT，High Electron Mobility Transistor）。这种器件及其集成电路都能够工作于超高频（毫米波）、超高速领域，原因就在于它采用了异质结及其中的具有很高迁移率的所谓二维电子气来工作的；而高迁移率的原因部分在于禁带宽度不同的半导体组成异质结。

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这个图正确的应该是（ahv）^2~hv的曲线图，其中a为吸收系数，a=-1/d*lnT，d为厚度（一般测禁带宽度时，使用的是薄膜样品，所以d即为膜厚）外推法计算；2.图中的直线并不是直接通过测试的数据得到的，而是先画出（ahv）^2~hv的曲线图后，采用外推法，在曲线的拐点处做切线，外推至x轴，即f（（ahv）^2）=0时，该直线与x轴交点处的值，即为该样品的禁带宽度。顺尔推出价带和倒带

拓展资料：1、标准加入法，是将一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中，测定加入前后样品的浓度，加入标准溶液后的浓度将比加入前的高，其增加的量应等于加入的标准溶液中所含的待测物质的量。

2、标准加入法又称为标准增量法或直线外推法。是一种被广泛使用的检验仪器准确度的测试方法。这种方法尤其适用于检验样品中是否存在干扰物质。

3、当很难配置与样品溶液相似的标准溶液，或样品基体成分很高，而且变化不定或样品中含有固体物质而对吸收的影响难以保持一定时，采用标准加入法是非常有效的。

4、定量计算过程。假设取n份体积为V的样品，等量加入n个100毫升的容量瓶中，取不同浓度梯度的已知浓度的标准溶液，分别加入上述容量瓶中。

5、浓度梯度可按实际情况选取。例如分别选取0.100毫升、0.200毫升、0.500毫升、1.00毫升、2.00毫升等，但至少要5个梯度，另外加一个空白。加水稀释至所需刻度后，分别测定对应的吸光度A1、A2、A3、A4、A5、A6等。

6、以标准溶液的浓度为横坐标，吸光度为横坐标，得到有截距的直线，把直线延长到与横坐标相交，得到的交点处的浓度值，该浓度值就是样品中待测组分的浓度。

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（称为价电子），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自由空穴后，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。

Si的原子序数比Ge的小，则Si的价电子束缚得较紧，所以Si的禁带宽度比Ge的要大一些。GaAs的价键还具有极性，对价电子的束缚更紧，所以GaAs的禁带宽度更大。GaN、SiC等所谓宽禁带半导体的禁带宽度更要大得多，因为其价键的极性更强。Ge、Si、GaAs、GaN和金刚石的禁带宽度在室温下分别为0.66eV、1.12 eV、1.42 eV、3.44 eV和5.47 eV。

金刚石在一般情况下是绝缘体，因为碳（C）的原子序数很小，对价电子的束缚作用非常强，价电子在一般情况下都摆脱不了价键的束缚，则禁带宽度很大，在室温下不能产生出载流子，所以不导电。不过，在数百度的高温下也同样呈现出半导体的特性，因此可用来制作工作温度高达500℃以上的晶体管。

作为载流子的电子和空穴，分别处于导带和价带之中；一般，电子多分布在导带底附近（导带底相当于电子的势能），空穴多分布在价带顶附近（价带顶相当于空穴的势能）。高于导带底的能量就是电子的动能，低于价带顶的能量就是空穴的动能。（3）半导体禁带宽度与温度和掺杂浓度等有关：　半导体禁带宽度随温度能够发生变化，这是半导体器件及其电路的一个弱点（但在某些应用中这却是一个优点）。半导体的禁带宽度具有负的温度系数。例如，Si的禁带宽度外推到0K时是1.17eV，到室温时即下降到1.12eV。

如果由许多孤立原子结合而成为晶体的时候，一条原子能级就简单地对应于一个能带，那么当温度升高时，晶体体积膨胀，原子间距增大，能带宽度变窄，则禁带宽度将增大，于是禁带宽度的温度系数为正。

但是，对于常用的Si、Ge和GaAs等半导体，在由原子结合而成为晶体的时候，价键将要产生所谓杂化（s态与p态混合——sp3杂化），结果就使得一条原子能级并不是简单地对应于一个能带。所以，当温度升高时，晶体的原子间距增大，能带宽度虽然变窄，但禁带宽度却是减小的——负的温度系数。

当掺杂浓度很高时，由于杂质能带和能带尾的出现，而有可能导致禁带宽度变窄。

禁带宽度对于半导体器件性能的影响是不言而喻的，它直接决定着器件的耐压和最高工作温度；对于BJT，当发射区因为高掺杂而出现禁带宽度变窄时，将会导致电流增益大大降低。

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