ساختار نواری
در فیزیک نیمه‌هادی‌ها

هر جامد، ساختار نوار انرژی مخصوص خود را دارد. این تنوع در ساختار، دلیل طیف گسترده‌ای از ویژگی‌های الکتریکی مشاهده شده در مواد مختلف است و بسته به ابعاد، ساختار نوار و طیف‌سنجی می‌تواند متفاوت باشد. انواع مختلف ابعاد به شرح زیر است: یک‌بعدی، دوبعدی و سه بعدی
در نیمه‌رساناها و عایق‌ها، الکترون‌ها به تعدادی نوار انرژی محدود می‌شوند و از مناطق دیگر منع می‌شوند، زیرا هیچ حالت الکترونیکی مجاز برای اشغال آن‌ها وجود ندارد. اصطلاح "شکاف باند" به اختلاف انرژی بین بالای نوار ظرفیت و پایین نوار هدایت اشاره دارد. الکترون‌ها می‌توانند از یک باند به باند دیگر بپرند. با این حال، برای اینکه یک الکترون باند ظرفیت به باند هدایت انتقال پیدا کند، به حداقل انرژی نیاز دارد. این انرزی مورد نیاز یک ویژگی ذاتی ماده جامد است. الکترون‌ها می‌توانند با جذب فونون (گرما) یا فوتون (نور) انرژی کافی برای پرش به نوار رسانایی را به دست آورند.
نیمه‌هادی ماده‌ای است با شکاف باند غیرصفر و اندازه متوسط که در T=0K به عنوان عایق عمل می‌کند، اما اجازه تهییج حرارتی الکترون به باند رسانایی در دماهای کمتر از نقطه ذوب را می‌دهد. در مقابل، ماده‌ای با بندگپ بزرگ عایق است. در رساناها، باند ظرفیت و هدایت ممکن است همپوشانی داشته باشند، بنابراین دیگر شکاف باندی با مناطق ممنوعه حالت‌های الکترونیکی وجود ندارد.
رسانایی نیمه‌هادی‌ها ذاتی به شدت به شکاف باند وابسته است. تنها حامل‌های بار موجود برای رسانایی، الکترون‌هایی که انرژی حرارتی کافی برای برانگیخته شدن در طول بندگپ را دارند و به موجب آن حفره‌های باقی می‌گذارند، هستند.
مهندسی بندگپ، فرایند کنترل بندگپ ماده با کنترل ترکیب آلیاژ نیمه‌هادی خاص مانند GaAlAs، InGaAs و InAlAs است. همچنین می‌توان مواد لایه‌ای را با ترکیبات متناوب با تکنیک‌هایی مانند اپیتاکسی (epitaxy) پرتو مولکولی ساخت. این روش‌ها در طراحی ترانزیستورهای دوقطبی با پیوند ناهمگون (HBTs)، دیودهای لیزری و سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تمایز بین نیمه‌هادی‌ها و عایق‌ها یک موضوع قراردادی است. یک رویکرد این است که نیمه‌هادی‌ها را به عنوان نوعی عایق با شکاف نواری باریک در نظر بگیریم. عایق‌هایی با بندگپ بزرگتر، معمولا بیش‌تر از 4ev، نیمه‌رسانا محسوب نمی‌شوند و معمولا در شرایط عملی رفتار نیمه‌رسانا از خود نشان نمی‌دهند. موبیلیته الکترون نیز در تعیین طبقه‌بندی غیررسمی یک ماده نقش دارد.
انرژی بندگپ نیمه‌هادی‌ها با افزایش دما کاهش می‌یابد. هنگامی که دما افزایش می‌یابد، دامنه ارتعاشات اتمی افزایش می‌یابد و منجر به فاصله اتمی بزرگتر می‌شود. برهم‌کنش بین فونون‌های شبکه و الکترون‌های آزاد و حفره‌ها نیز به میزان کمتری بر بندگپ تاثیر می‌گذارد. رابطه بین انرژی بندگپ و دما را می‌توان با بیان تجربی ورشنی (Y.P. Varshni) توصیف کرد.
E_{g}(T)=E_{g}(0)-{\frac {\alpha T^{2}}{T+\beta }}
در رابطه بالا  E_{g}(0)،  \alpha  و  \beta  ثوابت ماده هستند.
علاوه بر این، ارتعاشات شبکه با دما افزایش می‌یابد که اثر پراکندگی الکترون را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، تعداد حامل‌های بار در یک نیمه‌هادی افزایش می‌یابد، زیرا حامل‌های بیشتری انرژی لازم برای عبور از آستانه شکاف باند را دارند و بنابراین رسانایی نیمه‌هادی‌ها نیز با افزایش دما افزایش می‌یابد. فشار خارجی نیز بر ساختار الکترونیکی نیمه هادی‌ها و در نتیجه شکاف‌های باند نوری آنها تأثیر می گذارد.
در یک کریستال نیمه‌هادی معمولی، شکاف نواری به دلیل حالات انرژی پیوسته ثابت می‌شود. در کریستال نقطه کوانتومی، بندگپ به وابسته به اندازه است و می‌توان آن را تغییر داد تا طیفی از انرژی‌های بین نوار ظرفیت و نوار رسانایی تولید شود. این اثر، به عنوان اثر محصور شدن کوانتومی شناخته می‌شوند.
شکاف‌های باند بسته به ساختار نوار الکترونیکی مواد می‌توانند مستقیم یا غیرمستقیم باشند.