能量上的空档
大量原子组成固体时,电子允许态可以形成密集的能带,能带之间可能出现禁带。能隙描述的是电子能量结构,不是原子之间有一条可见空隙。能带是否被占据、能隙大小与其他条件共同影响材料行为,不能只用“电子多不多”解释导电性。
参考:[1]
价带和导带
对典型半导体,价带与导带之间存在能隙。电子获得足够能量后可进入导带,同时在价带留下空穴。温度、光照和材料本身影响这种过程。金属的可用电子态与占据情况不同,因此不能把所有导体都描绘成电子必须先跨过同一种禁带。
掺杂改变了什么
掺杂可引入靠近能带边缘的施主或受主态,改变电子和空穴数量,以及费米能级的位置。它不必把本来的全部禁带消除。器件设计因此需要同时讨论本征能带、杂质态和载流子分布,而不只是给材料标上n型或p型名称。
参考:[2]
从电学通向光学
吸收光子可能使电子跨越适当能量差,载流子复合也可能释放能量。能隙与能带细节因此参与太阳能电池、光探测器和发光材料的选择。实际响应还受跃迁条件、缺陷和加工影响,不能把一个能隙数值直接等同于器件效率或唯一发光颜色。