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バンド構造は、荷電した単一粒子状態（すなわち電子または正孔）を記述する。酸化亜鉛は直接ギャップ半導体であり、球形の極値点を持つため、価電子帯の最大値と伝導電子帯の最小値（VBおよびCB）がブリルアンゾーン内の同一点、すなわちK=0のГ点に位置します。したがって、私たちは主にこの領域に関心を寄せています。前述のように、最も低い伝導帯は、Zn2+の空の4s軌道または反結合性のsp3混成軌道によって構成されている。群論の互換性表およびそこに記載された参考文献によれば、伝導帯底にはスピンを考慮しないГ1対称性と、スピンを考慮したГ1×Г7=Г7対称性が存在する。有効電子質量（より正確には極化子）はほぼ等方的で、その値は約（0.28 ± 0.02）m0である。 O2-によって占有された2p軌道または束縛SP3混成軌道から生じる価帯は、スピンを考慮しない場合、六方晶場の影響によってГ5およびГ1という2つの状態に分離される。スピンを考慮すると、スピン軌道結合によりエネルギーバンドはさらに3つの2次縮退した対称なサブバンドに分裂する。（Г1+Г5）×Г7=Г7+Г9+Г7。これらの価帯は、すべてのウルツ鉱構造を持つ半導体（ZnS、CdS、CdSe、またはGaNなど）において、高エネルギーから低エネルギーの順にA、B、Cバンドとして分類される。ほとんどの場合、バンド順序はAГ9、BГ7、C7となり、かつスピン軌道分離は結晶場分離よりも大きい。しかし、ZNOについては、価帯の順序が通常のものか、いわゆる「負のスピン軌道結合」によるAГ7、BГ9、CГ7の順序か、あるいは逆転した価帯順序かという点で長年議論が続いている。 実際、スピン軌道結合は常に正である。しかし、酸素の原子核の電荷数が小さいため、六方晶および立方IIb構造を持つ硫化物、セレン化物、テルル化物のデータから外挿すると、酸化物では約15meVとなる。このエネルギー準位（酸素の2P）と完全に占有された亜鉛の4Dエネルギー準位との間の反発により、Г7エネルギー準位がГ9準位よりも高くなりやすく、価帯の順序が逆転する。この現象は、Ib～VII族半導体であるCuClにおいても見られる。AおよびBの価帯の分裂は5メガエレクトロンボルト程度に過ぎず、選択則もほぼ同じであるため（上側のAГ9およびBГ7価帯からГ7伝導帯への遷移は双極子であり、スピンフリップはECのみが許容され、価帯CГ7からはECのみが可能である）、AおよびBの価帯の対称性について議論するのは大げさである。しかし、この種の問題はしばしば非常に長い議論時間を要する傾向があります。最近、文献で提案されているZnOにおける正常な価帯順序を支持する様々な詳細な議論は、証明されていない。付録Aにおいて、価帯順序の逆転を支持する議論や文献、反対する議論や文献、そしてバンド構造計算に関する文献をまとめている。したがって、私たちは以下の逆順序であるAГ7、BГ9、CГ7を使用します。 酸化亜鉛においては、有効正孔質量は等方的である。A、B、C価電子帯の特徴的な値は以下の通りである。いくつかのバンド構造計算（付録A参照）では、CdSで知られているように、価電子帯に強い質量異方性があると予測されている。しかし、文献に記載されている実験データからは、ZnOにそのような異方性があるとは確認されていないようだ。 G7対称のエネルギーバンドには小さなk線形項があるかもしれないが、図7に示されているA価バンドにはk⊥cのみが存在する。伝導帯においては、この効果は無視してよい。出典：http://www.jszfxy.cn/news/show-212.html