有关物理方面间接半导体的问题

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）

半导体具有光生伏特效应，因此无论直接带隙或间接带隙半导体均可接收光子能量并使价带电子跃迁至导带并产生光电流，即作为光探测器，只是灵敏度和探测波长有差异。直接带隙或间接带隙只有在发光时有明显区别，直接带隙半导体导带电子落入价带无需改变动量，即无需声子参与，容易将电子的能量转化为光子，间接带隙半导体导电电子必须改变动量才可进入价带，由于需要声子参与，电子能量不易转化为光子。

一般情况下，直接带隙半导体可直接吸收能量合适的光子。间接带隙半导体，因为电子跃迁时需要动量守恒，因此吸收光的时候需要吸收或发射声子辅助。这种情况下，间接带隙半导体对光的吸收取决于初始能级的电子密度，终止能级的电子密度以及可利用的声子数量。因此一般情况下间接带隙半导体对光的吸收系数小于直接带隙。吸收同样的光子数量需要更厚的厚度。

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