直接带隙和间接带隙半导体

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。

直接带隙半导体当价带电子往导带跃迁时，电子波矢不变，在能带图上即是竖直地跃迁，这就意味着电子在跃迁过程中，动量可保持不变（光子的动量很小，可以忽略）——满足动量守恒定律。相反，如果导带电子下落到价带（即电子与空穴复合）时，也可以保持动量不变——直接复合，即电子与空穴只要一相遇就会发生复合（不需要声子来接受或提供动量）。因此，直接带隙半导体中载流子的寿命必将很短；同时，这种直接复合可以把能量几乎全部以光的形式放出（因为没有声子参与，故也没有把能量交给晶体原子）——发光效率高（辐射光子）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（需要吸收或发射一个声子），根据单电子理论，可知道其吸收系数没有本征的陡峻、剧烈。希望采纳！

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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