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。
1、直接跃迁:跃迁前后k不变,也就是垂直跃迁,有光子辐射出。
2、间接跃迁:跃迁前后k改变,也就是非垂直跃迁,有光子辐射出,也伴随着声子的辐射,例如振动驰豫过程发射出声子。
在太阳能半导体方面:
1、直接跃迁:只需吸收一定能量的光子就能产生电子-空穴对,直接跃迁的半导体其导带极小值与价带极大值在横坐标(动量坐标)的同一位置,禁带跃迁只满足能量要求。
2、间接跃迁:首先要求光子能量大大高于禁带宽度,跃迁几率小,除了光子能量要求外,还需要动量的变换。
扩展资料:
直接跃迁为了满足选择定则,以使电子在跃迁过程中波矢保持不变,则原来在价带中状态A的电子只能跃迁到导带中的状态B。
定义:为了满足选择定则,以使电子在跃迁过程中波矢保持不变,则原来在价带中状态A的电子只能跃迁到导带中的状态B。A与B在E(k)曲线上位于同一垂线上,因而这种跃迁称为直接跃迁。
除了吸收光子外还与晶格交换能量的非直接跃迁,称为间接跃迁。
参考资料:百度百科-直接跃迁
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