Aunque existen varias técnicas espectroscópicas que se pueden utilizar para extraer el ancho de la banda prohibida o la brecha de los semiconductores, la mayoría de ellas pertenecen a uno de los siguientes tres métodos: (1) absorción de excitones, (2) espectro de modulación, (3) gráfico de Tauc más ampliamente utilizado. La absorción de excitones se basa en la teoría de las partículas múltiples y, en términos físicos, es la más clara, pero tiene requisitos más altos de calidad del cristal, preparación de muestras y realización de experimentos. El gráfico de Tauc se basa en la teoría de una sola partícula, ignorando los efectos de partículas múltiples. El espectro de modulación analiza las características espectrales diferenciales de reflexión y transmisión bajo perturbaciones externas. Empíricamente, la energía de la brecha obtenida a partir de estos tres métodos se clasifica E _ex > E _MS > E _TP , donde tres energías de transición provienen respectivamente de la absorción de excitones, el espectro de modulación y el gráfico de Tauc. En principio, si se define E _g como la brecha electrónica individual, esperaríamos E _g > E _ex , por lo tanto, E _g > E _TP . En la literatura, E _TP generalmente se interpreta como E _g , lo que plantea un problema conceptual. Sin embargo, en muchos casos, debido a que el pico de absorción de excitones no es fácilmente observable, la gente no se da cuenta del problema de inconsistencia entre E _g y E _TP . Este breve resumen utiliza ejemplos de muestras reales, (1) para mostrar cómo dependen las características de absorción de excitones de la muestra y las condiciones de medición; (2) para mostrar las diferencias entre E _ex y E _MS y E _TP cuando pueden extraerse simultáneamente; (3) para mostrar cómo el muy utilizado gráfico de Tauc puede conducir a resultados engañosos. Por último, se señala que si no se puede observar el pico de absorción de excitones, el espectro de modulación generalmente puede proporcionar valores de brecha más útiles y razonables que el gráfico de Tauc.

Materiales semiconductores; Ancho de la banda prohibida; Absorción de excitones; Espectro de modulación; Gráfico de Tauc