直接迁移型半导体即直接跃迁能带结构的半导体,这种半导体的导带底与价带顶都在Brillouin区中的同一点(即波矢相同)。半导体价带顶的电子获得足够的能量之后,可直接跃迁到导带底,并产生电子-空穴对;相反,导电电子与价带空穴复合时,即可把能量完全以光的形式释放出来。发光器件需要采用这种半导体。GaAs即属于这种半导体。
间接迁移型半导体即间接跃迁能带结构的半导体,这种半导体的导带底与价带顶不在Brillouin区中的同一点(即波矢不相同)。价带顶的电子获得足够的能量之后,还需要有其它粒子(如声子)的帮助,才能跃迁到导带底;同时,导电电子与价带空穴复合时,大部分能量都将以热能的形式释放给晶格,故不能发光。这种半导体不能制造发光器件,但是可用来制作光检测器件——光电二极管。Si、Ge即属于这种半导体。
一、直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。
二、间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。形成半满能带不只需要吸收能量,还要改变动量。
三、间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。电子在k状态时的动量是(h/2pi)k,k不同,动量就不同,从一个状态到另一个必须改变动量。
扩展资料:
一、半导体激光器又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。
二、常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
三、 半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容,因而可与之单片集成。
四、半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
五、并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点,半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。
参考资料:
能带结构---百度百科
从激发说起。如果一种材料,它的导带底部和价带顶部的波向量k不同,说明它是间接禁带半导体。这种材料在外来激发能量仅稍大于禁带宽度时的吸收系数较低,所以电子从价带顶激发到导带底的效率较低。同理它的发射效率也较低(不是不能)。
如果外来激发能量较大,比如用于照射的光子能量增大,也可以使间接禁带半导体(某些)产生直接激发,以及发射。不过这样做的话,势必使采用这种材料做成的器件,效率较低。
最有效的激发是:电子从价带顶部激发到导带底部,并且K相同。因为这时需要的外部激发能量最低,激发效率最高。同理这时发射效率也是最高的。--(A)
对于任何一种材料,它能吸收的激发能量和发射的光子能量,都不是唯一的。只要外部激发能量大于禁带宽度,就可以将价带上的更多能级上的电子,激发到导带上的更多能级上。并且有相应的多种发射。所以,导带跟价带间的发射不是只有一种,发射的光子的能量也不是只有一种。但是只有其中一种的效率是最高的(如A)。
(供讨论)
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