Die Bandlücke eines Halbleiters bezeichnet den energetischen Abstand zwischen Valenzband und Leitungsband eines Halbleiters. Sie bestimmt im wesentlichen das optische Absorptionsverhalten eines Halbleiters. Bei Lichteinfall muss die Energie eines Photons größer als die Bandlücke sein, damit es vom Halbleiter durch Erzeugung eines Elektron-Loch-Paares absorbiert werden kann.
Man unterscheidet zwei Fälle von Bandlücken:
- Direkte Bandlücke: Das Minimum des Leitungsbandes liegt im -Diagramm direkt über dem Maximum des Valenzbandes.
- Indirekte Bandlücke: Das Minimum ist gegenüber dem Maximum auf der -Achse verschoben.
Die Absorption eines Photons ist nur bei einer direkten Bandlücke effektiv möglich, bei einer indirekten Bandlücke muss in der Regel ein passendes Phonon beteiligt sein, dieser Prozess ist wesentlich unwahrscheinlicher, das Material zeigt dort eine schwächere Absorption.
Die Bandlückenenergie einiger Materialien bei Raumtemperatur:
| Ge | 0,67 eV |
| Si | 1,11 eV |
| InP | 1,34 eV |
| GaAs | 1,42 eV |
| AlGaAs | 1,42-2,16 eV |
| AlAs | 2,16 eV |
| SiC 6H | 3,03 eV |
| SiC 4H | 3,28 eV |
| GaN | 3,37 eV |
| Diamant | 5,46-6,4 eV |
Siehe auch: Bändermodell