Полупроводники как рабочее вещество для лазеров привлекли к себе внимание физиков возможностью реа­ лизации оптических квантовых генераторов в широком диапазоне длин волн — от далекой инфракрасной об­ ласти до ультрафиолетовой, разнообразием методов их возбуждения, большим коэффициентом усиления света. Все эти свойства связаны с особенностями энергетиче­ ского спектра электронов в полупроводниках.
В отличие от изолированного атома полупроводнико­ вый кристалл обладает не отдельными уровнями энергии, а широкими полосами (зонами) разрешенных энергети­ ческих состояний. В идеальном кристалле (без примесей и дефектов решетки) электроны могут иметь только те значения энергии, которые находятся в пределах какой- либо разрешенной зоны. Так как электроны стремятся занять уровни с наименьшей энергией, при температуре абсолютного нуля они полностью заполняют определен­ ное число разрешенных зон (рис. 1, а). Верхняя запол­ ненная зона / называется валентной зоной. Она отделена так называемой запрещенной зоной энергий // от после­ дующей более высоколежащей зоны проводимости III. Ширина запрещенной зоны — одна из важнейших ха­ рактеристик полупроводника, она определяет его элект­ рические и оптические свойства