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直接帶隙半導體

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直接帶隙半導體,電子術語,就是導帶最小值(導帶底)和滿帶最大值在k空間中同一位置。電子要躍遷到導帶上產生導電的電子和空穴(形成半滿能帶)只需要吸收能量。

  直接帶隙半導體材料就是導帶最小值(導帶底)和滿帶最大值在k空間中同一位置。電子要躍遷到導帶上產生導電的電子和空穴(形成半滿能帶)只需要吸收能量。


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  直接帶隙半導體(Direct gap semiconductor)的例子:GaAs、InP半導體。相反,Si、Ge是間接帶隙半導體。


  直接帶隙半導體的重要性質:當價帶電子往導帶躍遷時,電子波矢不變,在能帶圖上即是豎直地躍遷,這就意味著電子在躍遷過程中,動量可保持不變——滿足動量守恆定律。相反,如果導帶電子下落到價帶(即電子與空穴複合)時,也可以保持動量不變——直接複合,即電子與空穴只要一相遇就會發生複合(不需要聲子來接受或提供動量)。因此,直接帶隙半導體中載流子的壽命必將很短;同時,這種直接複合可以把能量幾乎全部以光的形式放出(因為沒有聲子參與,故也沒有把能量交給晶體原子)——發光效率高(這也就是為什麼發光器件多半採用直接帶隙半導體來製作的根本原因)。

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