固体材料的存在形式一般可分为非晶(alnorphous)、多晶.(po1ycγstalline)和单晶(sing忆cγstal)°理想的单晶材料具有完整的原子或分子的周期性排列,整个单晶材料在三维空间中的排列是长程有序的。H9DA4VH2GJAMCR-4EM晶格是构成晶体材料周期性排列的最小结构单元,其在三维空间规律性地重复排列组成了单晶材料。一般而言,半导体属于单晶材料,其光电性质不仅由化学组分决定,更会受单晶材料中原子排列影响。以最常见的硅半导体材料为例,单晶硅为类金刚石晶体结构,每个硅原子都与相邻的4个硅原子成键形成四面体结构(见图5-7)。

    大部分的Ⅲ-V族化合物半导体为闪锌矿纬构,如GaAs,其晶体结构特征与金刚石结构相似,每个Ga原子都与4个相邻的As原子构成四面体,同样每个As原子也都与4个相邻的Ga原子构成四面体,这些结构的周期性排列形成了GaAs单晶。闪锌矿结构的GaN是亚稳态化合物,在大气压力下,C1aN晶体一般为六方纤锌矿结构(见图5-8),是由Ga和N两种原子各自组成的六方排列的双原子层堆积而成。由于晶体结构不同,闪锌矿型GaN表现出与纤锌矿型GaN不同的特性,其在300K时的禁带宽度为3.2~3,3cV,低于纤锌矿型GaN(3,39eV)。