导体：(导)价带电子
绝缘体：无价带电子，禁带太宽
半导体：价带充满电子，禁带较窄
(3)半导体材料禁带宽度的测量
本征吸收：半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，在价带中留下空穴，产生等量的电子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。
产生本征吸收的条件：入射光子的能量（hν）至少要等于材料的禁带宽度Eg。即hν≥Eg
光栅——衍射和干涉分出光波长等距。
c．吸收池：玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区；石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区。
要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致）
d．检测器：将光信号转变为电信号的装置。如：光电池、光电管（红敏和蓝敏）、光电倍增管、二极管阵列检测器。
紫外可见分光光度计的工作流程如下：
4.在主菜单中选择“数据处理”，按“F2”调用刚刚存贮的图谱，用“多点采集”采集370～410nm内每隔2nm的透射率T数据（即372、374、376、…408、410nm），记录之。
五、数据处理
根据公式 和 计算α、hν和(αhν)2，用(αhν)2对光子能量hν作图（用Origin作图）。然后在吸收边处选择线性最好的几点做线形拟合，将线性区外推到横轴上的截距就是禁带宽度Eg，即纵轴Y为0时的横轴值X。
UV762双光束紫外可见分光光度计外观图：
(1)仪器构造：光源、单色器、吸收池、检测器、显示记录系统。
a．光源：钨灯或卤钨灯——可见光源，350~1000nm；氢灯或氘灯——紫外光源，200~360nm。
b．单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件
色散元件：棱镜——对不同波长的光折射率不同分出光波长不等距；
半导体材料吸收光谱测试分析
一、实验目的
1.掌握半导体材料的能带结构与特点、半导体材料禁带宽度的测量原理与方法。
2.掌握紫外可见分光光度计的构造、使用方法和光吸收定律。
二、实验仪器及材料
紫外可见分光光度计及其消耗品如氘灯、钨灯、绘图打印机，玻璃基ZnO薄膜。
三、实验原理
1.紫外可见分光光度计的构造、光吸收定律
光源单色器吸收池检测器显示
双光束紫外可见分光光度计则为：
双光束紫外可见分光光度计的光路图如下：
(2)光吸收定律
单色光垂直入射到半导体表面时，进入到半导体内的光强遵照吸收定律：
(1)
I0：入射光强；Ix：透过厚度x的光强；It：透过膜薄的光强；α：材料吸收系数，与材料、入射光波长等因素有关。
透射率T为： (2)
则
即半导体薄膜对不同波长 i单色光的吸收系数为：
(3)
2.吸收光谱、半导体材料的能带结构和不同波长 i单色光入射半导体ZnO薄膜（膜厚d为593nm），测量透射率Ti，由式(3)计算吸收系数αi；由 计算光子能量Ei，其中， 是频率，c是光速(c=3.0×1017nm/s)， i是波长(nm)，h是普朗克常数=4.136×10－15 。
附Origin作图方法示例（在Origin上的具体操作）：
1．先用data selector键选择吸收边上的最好的几点。本次从右到左，（本例选取第10，11，12三点。）
2．在Tools菜单键中选用Linear Fit键，弹出一个选择框，在Points改为3，在Range改为11，并在Span X Axis框中打勾，在点击Fit键，即可。如下图所示：
根据半导体带间光跃迁的基本理论（见有关半导体物理书籍），在半导体本征吸收带内，吸收系数 与光子能量hν又有如下关系：
(4)
式中hν为光子能量；Eg为带隙宽度；A是常数。
由此公式，可以用(αhν)2对光子能量hν作图，如下：
然后在吸收边处选择线性最好的几点做线形拟合，将线性区外推到横轴上的截距就是禁带宽度Eg，即纵轴(αhν)2为0时的横轴值hν。如下图所示：
四、实验步骤
1.开机并自检
2.将制备的ZnO薄膜和空白样置光路中，在主菜单中选择“光谱测量”
3.在“光谱测量”菜单中设
测量模式：T
扫描范围：370～410nm
记录范围：0.000％～120％
扫描速度：中
采样间隔：0.1
扫描次数：1
显示模式：连续
按“Start”键。扫描。显示图谱后按“F3”存贮图谱并命名。按“F4”。
然后以吸收系数α对光子能量E作图，得到如下的吸收光谱图：
(2)半导体材料的能带结构
满带：各个能级都被电子填满的能带；
禁带：两个能带之间的区域——其宽度直接决定导电性，禁带的宽度称为带隙；
价带：由最外层价电子能级分裂后形成的能带(一般被占满)；
空带：所有能级都没有电子填充的能带；
导带：未被电子占满的价带。
3．在Find Y输入0；点击Find X键即可得知横轴截距Eg。
所以ZnO的禁带宽度Eg=4.23501eV。