​​碲化汞是一种典型的直接带隙半导体材料​​，其独特的能带结构使其在红外探测等领域具有重要应用价值。​​关键亮点​​在于：碲化汞的导带极小值与价带极大值在布里渊区中心（k=0处）对齐，电子跃迁无需动量辅助，符合直接带隙特征；其带隙宽度可调控，甚至可呈现半金属特性（Eg≈0），这一特性源于其特殊的“倒反能带结构”和相对论效应。

碲化汞的晶体结构为闪锌矿型（立方晶系），空间群F43m，属于II-VI族化合物半导体。其直接带隙特性使得电子与空穴复合时发光效率高，特别适合制备红外探测器。通过调整碲化汞与碲化镉的混合比例（Hg₁₋ₓCdₓTe），可精确调控带隙宽度（0至1.6 eV），实现从远红外到近红外的光谱响应覆盖。

碲化汞的直接带隙特性还体现在其载流子有效质量上：电子有效质量为0.29m₀，空穴有效质量为0.3m₀，较小的有效质量增强了载流子迁移率。其能带结构受温度影响显著，高温下可能出现导带与价带重叠（Eg<0），呈现半金属行为，但通过组分工程（如掺入镉）可恢复半导体特性。

在实际应用中，碲化汞薄膜的制备技术（如分子束外延）和缺陷控制是关键挑战。其表面复合中心会降低器件性能，需通过钝化工艺优化。近年来，碲化汞量子点等纳米材料因其尺寸效应带来的带隙可调性，进一步拓展了其在红外成像领域的潜力。

​​提示​​：碲化汞的直接带隙特性使其成为红外光电材料的核心选择，但需注意其含汞毒性对环境的影响。未来研究或聚焦于无毒替代材料（如钙硅氧化合物）的开发，同时保持类似的能带调控能力。