什么是直接能隙和间接能隙

什么是直接能隙和间接能隙,第1张

他们的区别在于价带顶和导带底是否拥有相同的波矢k。直接带隙半导体电子跃迁时不需要释放或吸收声子(即晶格振动),而间接带隙半导体需要。而且声子的能量也是分立的,所以直接带隙半导体更容易跃迁。

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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