在材料学中,带隙是指价带和导带之间的能量差,也可理解为材料导电性的阈值。带隙对于材料的电学、光学和热学性质都有着至关重要的影响。在现代材料科学中,测量带隙大小和确立带隙基准是十分重要的内容。而为什么带隙基准最常见,下面将从几个方面进行阐述。
在早期的材料科学研究中,Ge和Si等材料发现具有半导体特性,给了人们揭示电子性质的新工具。而对于半导体材料的电学性质,研究者们很快发现,它的导电性取决于材料的带隙大小。为了对不同材料之间量化对比,人们开始使用某些材料的带隙作为基准进行测量和比较。最早期常用的基准是Ge和Si,其带隙大小分别为0.7和1.1电子伏特。正是因为历史原因,这两种材料的带隙基准被广泛接受,成为了最常见的带隙基准。
除了历史原因之外,带隙基准最常见的原因之一是这些材料相对易于制备和测量。Ge和Si材料是半导体材料的代表,它们的制备和处理技术已经非常成熟。同时,这两种材料的电学性质也十分稳定和可预测。因此,使用这两种材料作为带隙基准能够获得精准和可靠的结果。
除了易于制备和测量外,Ge和Si材料还具有晶格匹配性好的特点。因此,在进行跨材料比较时,这两种材料的基准最为适合。此外,Ge和Si材料的结晶性能优越,可以制备出高质量的单晶体进行测量和研究,从而得到更加准确的结果。
最后,带隙基准最常见的原因还在于全球标准的一致性。由于Ge和Si材料作为带隙基准是早期确定的,随着时间的推移,这两种材料的带隙大小得到了广泛认可和接受。因此,全球大部分的研究机构和实验室都采用Ge和Si材料作为带隙基准进行测量和研究,形成了业界的共识。这种一致性使得不同地区、不同研究机构之间的研究结果可以进行比较和交流,促进了科技领域的发展。