Bien qu'il existe plusieurs techniques spectrales permettant d'extraire la largeur de la bande interdite ou la bande interdite des semi-conducteurs, la plupart appartiennent à l'une des trois méthodes suivantes : (1) absorption des excitons, (2) spectroscopie de modulation, (3) le diagramme de Tauc le plus utilisé. L'absorption des excitons est basée sur la théorie des particules multiples, elle est la plus claire sur le plan physique, mais elle nécessite une meilleure qualité de cristal, une préparation des échantillons et une mise en œuvre expérimentale. Le diagramme de Tauc est basé sur la théorie des particules uniques et ignore les effets multi-électroniques. La spectroscopie de modulation analyse les caractéristiques spectrales différentielles de la réflexion et de la transmission sous perturbation externe. Empiriquement, l'énergie de la bande interdite obtenue par ces trois méthodes est dans l'ordre E_ex > E_MS > E_TP, où les trois énergies de transition proviennent respectivement de l'absorption des excitons, la spectroscopie de modulation et le diagramme de Tauc. En principe, si E_g est défini comme gap électronique unique, on s'attend à ce que E_g > E_ex, donc E_g > E_TP. Dans la littérature, E_TP est souvent interprété comme E_g, ce qui est conceptuellement problématique. Cependant, dans de nombreux cas, en raison de la difficulté à observer le pic d'absorption des excitons, on ne prend pas conscience de l'incohérence entre E_g et E_TP. Cette courte revue utilise des exemples d'échantillons réels pour (1) illustrer comment les caractéristiques d'absorption des excitons dépendent de l'échantillon et des conditions de mesure; (2) montrer les différences entre E_ex, E_MS et E_TP lorsqu'ils peuvent être extraits simultanément; (3) démontrer comment le diagramme de Tauc largement adopté peut conduire à des résultats trompeurs. Enfin, il est indiqué que si le pic d'absorption des excitons ne peut pas être observé, la spectroscopie de modulation peut souvent fournir un gap plus utile et raisonnable que le diagramme de Tauc.

matériaux semi-conducteurs;largeur de bande interdite;absorption des excitons;spectroscopie de modulation;diagramme de Tauc