半導体には、禁制帯を挟んで価電子で満たされた価電子帯と、通常は電子の存在しない伝導帯があります。価電子帯では電子は動くことはできませんが、外部から光や熱のエネルギーを受け、禁制帯を乗りこえて伝導帯に移動すると、自由電子となり電流が流れます。この禁制帯の幅がバンドギャップです。
半導体材料にバンドギャップより大きなエネルギーをもつ光を照射すると光吸収が起こり、電子がバンドギャップを超えて伝導帯に移動します。そのため分光光度計を用いて、光吸収スペクトルを測定することで光学的にバンドギャップを測定することができます。
ここではバンドギャップ測定の例として、粉末状酸化チタンの拡散反射率スペクトルと結晶性シリコンの透過率スペクトルを測定し、バンドギャップを計算した例を紹介します。