窄带隙半导体 窄带隙半导体是指带隙小于 eV或红外吸收截止波长超过微米的半导体材料更广义的定义包括带隙小于硅 eV的所有半导体 现代太赫兹红外 和热成像 技术均基于此类半导体 窄带隙材料应用于红外探测器和红外领域以实现卫星遥感远程通讯的光子集成电路 和无人驾驶车辆的LiFi系统 这种半导体材料也是太赫技术的材料基础其应用包括探测隐藏武器的安全监视系统 太赫兹断层扫描的安全医疗和工业成像系统 以及介电尾场加速器  此外嵌入窄带隙半导体的热光伏英语Thermophotovoltaic energy conversion 发电可讲传统太阳能发电系统中浪费的部分能量转化为可用电能该部分能量占据了太阳光谱的左右  航天和深海应用以及真空物理装置中常使用窄带隙半导体来实现超低温冷却 在尖端研发中窄带隙半导体被制成纳米材料其强烈的电子空穴耦合会与增加的量子限制效应相互作用这给描述和设计带来了特殊的挑战麻省理工学院的兰克斯提出的兰克斯模型扩展了kp 方法来解决电子能带边缘的非抛物线性问题但又缺乏精确性 使用超级计算机利用密度泛函理论进行第一性原理计算虽然可以得到更精确的能带曲率但其对算力和算时的要求都太大 唐爽和崔瑟豪斯夫人提出的唐崔瑟豪斯理论 引入了一种低维多带迭代法以渐进式方法解决了这个问题并得到了通用汽车的数据支持