Bien qu'il existe plusieurs techniques de spectroscopie pouvant être utilisées pour extraire la largeur de la bande interdite ou la lacune des semi-conducteurs, la plupart d'entre elles appartiennent à l'une des trois méthodes suivantes : (1) absorption des excitons, (2) spectre de modulation, (3) graphique de Tauc le plus largement utilisé. L'absorption des excitons repose sur la théorie multiparticules et, sur le plan physique, est la plus claire, mais elle exige des normes plus élevées en matière de qualité des cristaux, de préparation des échantillons et de mise en œuvre des expériences. Le graphique de Tauc repose sur la théorie d'une seule particule, en ignorant les effets multiparticules. Le spectre de modulation analyse les caractéristiques spectrales différentielles de réflexion et de transmission sous des perturbations externes. Empiriquement, l'énergie de la bande interdite obtenue à partir de ces trois méthodes est classée E _ex > E _MS > E _TP , où trois énergies de transition proviennent respectivement de l'absorption des excitons, du spectre de modulation et du graphique de Tauc. En principe, si l'on définit E _g comme la bande interdite d'un seul électron, on s'attend à ce que E _g > E _ex , donc, E _g > E _TP . Dans la littérature, E _TP est généralement interprété comme E _g , ce qui pose un problème conceptuel. Cependant, dans de nombreux cas, parce que le pic d'absorption des excitons n'est pas facilement observé, les gens ne réalisent pas le problème d'incohérence entre E _g et E _TP . Ce bref article de synthèse utilise des exemples d'échantillons réels, (1) pour montrer comment les caractéristiques d'absorption des excitons dépendent de l'échantillon et des conditions de mesure; (2) pour montrer les différences entre E _ex et E _MS et E _TP lorsqu'elles peuvent être extraites simultanément; (3) pour montrer comment le graphique de Tauc largement utilisé peut conduire à des résultats trompeurs. Enfin, il est indiqué que si le pic d'absorption des excitons n'est pas observable, le spectre de modulation peut généralement donner des valeurs de lacunes plus utiles et raisonnables que le graphique de Tauc.

Matériaux semi-conducteurs; Largeur de la bande interdite; Absorption des excitons; Spectre de modulation; Graphique de Tauc