如何确定半导体是直接带隙还是间接带隙的？

确定半导体是直接带隙还是间接带隙的可以用光致发光光谱。

光效率很大的话差不多就是直接带隙，发光效率低的话就是间接带隙。直接带隙材料吸收光谱应该能比较明显地区分出本征吸收带和吸收边，变化相对较缓，而间接带隙材料比较陡峭。

间接带隙半导体材料（如Si、Ge）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。

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。与之相对的直接带隙半导体则是电子在跃迁至导带时不需要改变动量。

扩展资料：

光致发光过程包括荧光发光和磷光发光。通常用于半导体检测和表征的光致发光光谱指的是光致荧光发光。

光致发光特点：

1、光致发光优点

设备简单，无破坏性，对样品尺寸无严格要求；分辨率高，可做薄层和微区分析。

2、光致发光缺点

通常只能做定性分析，而不作定量分析；如果做低温测试，需要液氦降温，条件比较苛刻；不能反映出非辐射复合的深能级缺陷中心。

参考资料来源：百度百科--光致发光光谱

这个问题是半导体物理中的重要问题，而且也与光电器件有关。

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。

硅的能带结构是间接。

这里的硅都是间接禁带型的能带结构。简单来说，一般我们希望获得直接带隙半导体。他们的区别在于价带顶和导带底是否拥有相同的波矢k。看导带低和价带顶的动量是不是相同。相同就是直接带隙，不同就是间接带隙。而这里的硅导带底和价带顶波矢k值不同，所以判断为间接禁带。

能带结构的特性：

能带理论定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点，简单来说固体的能带结构主要分为导带、价带和禁带三部分。

原子中每一电子所在能级在固体中都分裂成能带。这些允许被电子占据的能带称为允带。允带之间的范围是不允许电子占据的，这一范围称为禁带。

因为电子的能量状态遵守能量最低原理和泡利不相容原理，所以内层能级所分裂的允带总是被电子先占满，然后再占据能量更高的外面一层允带。被电子占满的允带称为满带。

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