ЗАПРЕЩЁННАЯ ЗО́НА

ЗАПРЕЩЁННАЯ ЗО́НА (энер­ге­ти­че­ская щель), об­ласть зна­че­ний энер­гий, ко­то­рую не мо­гут иметь элек­тро­ны в иде­аль­ном кри­стал­ле. З. з. от­де­ля­ет од­ну раз­ре­шён­ную зо­ну от дру­гой (см. Зон­ная тео­рия). Под З. з. по­лу­про­вод­ни­ков и ди­элек­три­ков обыч­но по­ни­ма­ют об­ласть энер­гий ме­ж­ду верх­ним уров­нем (по­тол­ком) ва­лент­ной зо­ны и ниж­ним уров­нем (дном) зо­ны про­во­ди­мо­сти. Её ши­ри­на $ℰ_g$ оп­ре­де­ля­ет элек­трич. и оп­тич. свой­ст­ва кри­стал­ла. В за­ви­си­мо­сти от при­ро­ды ма­те­риа­ла $ℰ_g$ ме­ня­ет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах – от 7 эВ в квар­це до 0 в т. н. бес­ще­ле­вых по­лу­про­вод­ни­ках и до от­ри­ца­тель­ных зна­че­ний в по­лу­ме­тал­лах (пе­ре­кры­ва­ние ва­лент­ной зо­ны и зо­ны про­во­ди­мо­сти). Ве­ще­ст­ва с $ℰ_g$>3 эВ от­но­сят к ди­элек­три­кам, с $ℰ_g$<3 эВ – к по­лу­про­вод­ни­кам.

Ши­ри­на З. з. оп­ре­де­ля­ет кон­цен­тра­цию собств. но­си­те­лей за­ря­да и, сле­до­ва­тель­но, собств. про­во­ди­мость по­лу­про­вод­ни­ка, а так­же наи­мень­шую час­то­ту све­та, при ко­то­рой на­чи­на­ет­ся собств. по­гло­ще­ние по­лу­про­вод­ни­ка (край собств. по­гло­ще­ния). По­это­му тем­пе­ра­тур­ная за­ви­си­мость элек­тро­про­вод­но­сти по­лу­про­вод­ни­ка и его спектр по­гло­ще­ния да­ют ин­фор­ма­цию о ши­ри­не за­пре­щён­ной зо­ны.

При на­ру­ше­нии иде­аль­ной пе­рио­дич­но­сти кри­стал­ла из-за на­ли­чия при­ме­сей и де­фек­тов в З. з. по­яв­ля­ют­ся раз­ре­шён­ные энер­ге­тич. со­стоя­ния в ви­де ло­каль­ных уров­ней.