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能带结构的主要特征
能带结构的主要特征
能带在布里渊区中心简并，一重空穴带、
轻空穴带及第三个能带（L－S）
价带极大值稍偏离布里渊区中心
导带极小值在[100]、[111]方向和布里渊
区中心
导带电子的有效质量不同
重空穴有效质量相差很少
原子序数较高的化合物，禁带宽度较窄
导带极小值在 k=0处,
球形等能面,
mn*=0.0135 m0
非抛物线型
价带顶也在坐标原点，k=0，球形等能
面，也有两个价带，存在重、轻空穴。
GaAs的导带的极小值点和价带的极大值点位于K空间的同一点，这种半导体称为直接带隙半导体。
价带包含三个能带：重空穴带V1
轻空穴带V2
能带V3（L-S耦合）
20K时
轻空穴有效质量 0.016m0
沿[111] 0.44m0
沿[110] 0.42m0
沿[100] 0.32m0
重空穴有效质量
价带顶在k=0
GaAs1-xPx的Eg与组分的关系
连续固溶体
混合晶体
能带结构随成分的
变化而连续变化
Ga1-xInxP1-yAsy 的禁带
宽度随 x、y 的变化
Al1-xGaxAs1-ySby 的禁带
宽度随 x、y 的变化
间接带隙
混合晶体的 Eg 随组分变化的特性
发光器件
GaAs1-xPx 发光二极管
x=0.38~0.40时，Eg=1.84~1.94 eV
电－空复合发出 640 ~ 680 nm红光
激光器件
Ga1-xInxP1-yAsy 长波长激光器
调节 x、y 组分可获得1.3~1.6 m 红外光
－VI族化合物半导体的能带结构
二元化合物的能带结构
导带极小值和价带极大值位于 k=0
价带包含三个能带：重空穴带V1
轻空穴带V2
能带V3（L-S耦合）
禁带宽度较宽
禁带宽度
ZnS 3.6 eV
ZnSe 2.58 eV
ZnTe 2.28 eV
电子有效质量
ZnS 0.39 m0
ZnSe 0.17 m0
ZnTe 0.15 m0
碲化镉的能带
室温下，
Eg ~ 1.50 eV
8
碲化汞的能带
Eg极小且为负值
室温下，
Eg ~ －0.15 eV
半金属或零带隙材料
8

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