直接带隙和间接带隙是怎么回事?

直接带隙和间接带隙是怎么回事?,第1张

一、直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。

二、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

三、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。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。

扩展资料:

一、半导体激光器又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。

二、常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。

三、 半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容,因而可与之单片集成。

四、半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

五、并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点,半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。

参考资料:

能带结构---百度百科

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!

这里要区分清楚两个问题:一是能带结构(直接带隙或者间接带隙),二是复合机理(直接复合或者间接复合)。GaAs是直接带隙半导体,复合机理主要是直接复合,则少数载流子寿命很短。直接复合的几率与禁带宽度有关,则禁带宽度越小的半导体,少数载流子寿命就越短。Si和Ge是间接带隙半导体,主要是依靠复合中心的间接复合机理,则寿命决定于复合中心的浓度和性质,与禁带宽度基本上无关。一般,间接复合的寿命都较长。所以,Si和Ge的载流子寿命比GaAs的长,虽然GaAs的禁带宽度较大。详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的“纠正误解[1]——微电子概念”


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