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导体和绝缘体
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导体和绝缘体
（conductor ．insulator）
它们的导电性能不同，
是因为它们的能带结构不同。
晶体按导电性能的高低可以分为
导体
半导体
绝缘体
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导体
导体
导体
半导体
绝缘体
Eg
Eg
Eg
4
在外电场的作用下，大量共有化电子很
易获得能量，集体定向流动形成电流。
从能级图上来看，是因为其共有化电子
很易从低能级跃迁到高能级上去。
E
导体
5
从能级图上来看，是因为满带与空带之间
有一个较宽的禁带（ Eg 约3～6 eV），
共有化电子很难从低能级（满带）跃迁到
高能级（空带）上去。
在外电场的作用下，共有化电子很难接
受外电场的能量，所以形不成电流。
的能带结构,满带与空带之间也是禁带，
但是禁带很窄（ E g 约0.1～2 eV )。
绝缘体
半导体
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绝缘体与半导体的击穿
当外电场非常强时，它们的共有化电子还是
能越过禁带跃迁到上面的空带中的。
绝缘体
半导体
导体
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
3. II－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
混合晶体的能带结构
半导体 ＋ 半金属，如 Hg1-xCdxTe
的能带结构由半金属向半导体过渡
x 0.14
x~0.14
x~0.2
Hg1-xCdxTe能带
随 x 变化示意图
Hg1-xCdxTe的 Eg 随 x 的变化
远红外探测器

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