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实验十四禁带宽度的测量

应物0903蔡志骏u200910207

张文杰u200910205

一、实验目的

1、学习紫外分光光度计的工作原理和使用方法。

2、学习用紫外分光光度计测量薄膜样品的透射（吸收）光谱

3、能根据吸收光谱推算出材料的光学禁带宽度。

二、实验原理

1、禁带宽度的涵义

(1)、禁带宽度表示晶体中公有化电子所不能具有的能量范围

(2)、禁带支付表示价键束缚的强弱

2、允许的带间直接跃迁

rr

在跃迁过程中波矢改变量k0，这种跃迁为允许带间直接跃迁。这种跃

迁满足

hE

gg

如果假定仅讨论导带底以上价带顶以下较小的能量范围内光吸收过程，对

于导带与价带都是抛物线的并且非简并的情况有

1

h2104hEg2cm1

吸收系数与能量的关系服从1/2次方律。

3、禁戒的带间直接跃迁

rrrr

在一些情况中，k0的跃迁被选择定则L1禁止，而k0的跃迁允许，

rrrr

这种跃迁为禁戒的直接跃迁。虽然在k0徙的跃迁几率为0，但是k0处仍存

在一定的的跃迁几率，且跃迁几率正比于k2，此时的吸收系数为

4hEg1

h1.310cm

h

由上式可知吸收系数主要由3/2次方律决定

4、导带底和价带顶位于波矢空间不同位置的带间直接跃迁和间接跃迁

r

k

这种情况是指导带底的最低能量状态和价带的最高能量状态不在空间同

一位置而发生直接跃迁。

(1)、当hEgEp时，只能伴随着声子的吸收过程，吸收系数为

2

chEgEp

h

E

expp1

kT

B

(2)、对于hEgEp时，既可伴随着声子的发射，也可伴随着声子的吸

收。其中伴随一个声子发射的吸收光谱为

2