Ymmärtäminen bändi rako energia materiaali on olennainen puolijohdefysiikka. Se määrittää sähkönjohtavuus ja optisia ominaisuuksia puolijohteita. Eri tekniikoita käytetään laskettaessa ja mitata tätä ominaisuutta, kullakin on erityisiä sovelluksia ja etuja.

Menetelmät Band Gap Energyn laskemiseksi

Useita laskenta- ja kokeellisia menetelmiä käytetään määrittämään bändi kuilu energia. Nämä tekniikat auttavat suunnittelemaan uusia materiaaleja ja ymmärtämään niiden elektronista käyttäytymistä.

Laskutekniikat

Computational menetelmiä ovat tiheys toiminnallinen teoria (DFT) ja monen kehon perturbaatio teoria. DFT tarjoaa hyvän lähentämisestä sähköisen rakenteen, mutta voi aliarvioida bändikuilu. Enemmän kehittyneitä menetelmiä, kuten GW lähentämisestä, parantaa tarkkuutta, mutta vaativat enemmän laskentaresursseja.

Kokeelliset mittausmenetelmät

Kokeellisiin menetelmiin kuuluvat optiset ja sähköiset mittaukset.

  • UV-vis-spektroskopia
  • Valoluminesenssi Spektroskopia
  • Sähköjohtavuuden mittaukset
  • Ellipsimetria

Puolijohdelaitteissa käytettävät sovellukset

Tarkka laskenta kaistan rako energioita on tärkeää kehittää elektronisia ja optoelektronisia laitteita. Se vaikuttaa suunnitteluun transistorit, aurinkokennot, ja valo-diodit. Räätälöimällä bändi aukko mahdollistaa insinöörit optimoida laitteen suorituskykyä tiettyihin tarkoituksiin.