Как ширина запрещённой зоны влияет на электрические и оптические свойства материалов?

Ширина запрещённой зоны влияет на электрические и оптические свойства материалов. 4

Влияние на электрические свойства:

• Вещества с большой запрещённой зоной (широкой) обычно являются изоляторами. 2
• Вещества с малой запрещённой зоной (узкой) — полупроводниками. 2
• Чем уже запрещённая зона и выше температура кристалла, тем больше электронов переходит в зону проводимости, поэтому тем более высокую электропроводность приобретает кристалл. 6
• Чем шире запрещённая зона, тем меньше вероятность перехода электронов из зоны валентности в зону проводимости. 8 Поэтому для снижения тока утечки нужно применять полупроводники с как можно более широкой запрещённой зоной. 8

Влияние на оптические свойства:

• Если ширина запрещённой зоны слишком высока, большинство фотонов дневного света не могут быть поглощены. 2
• Если она слишком мала, то большинство фотонов обладают гораздо большей энергией, чем необходимо для возбуждения электронов через запрещённую зону, а остальное тратится впустую. 2
• Ширина запрещённой зоны определяет, какую часть солнечного спектра поглощает фотоэлектрический элемент. 2
• Край поглощения обусловлен шириной запрещённой зоны: меняется не только форма спектра поглощения, но и сдвигается край. 9