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如何确定半导体是直接频带间隔还是间接频带间隔?

发表于:2019-11-04 10:53 作者:admin 来源:admin

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间接禁带(Si,Ge等)的最小导带(导带背景)和k空间中不同位置的完整带的最大半导体材料。
半满能带的形成不仅需要能量吸收,还需要动量。
间接带隙半导体材料在空间k的各个位置具有最小的导带(在导带以下)和最大的最大带。
处于状态k的电子的动量为(h / 2pi)k,k不同,矩不同,并且需要将动量从一种状态更改为另一种状态。
因此,间接禁带半导体电子不仅吸收光子,而且还与晶体网络交换能量,从而导致间接跃迁。
电子K波矢量通过适当的声子发射或吸收而改变。
GaP是一种间接禁带半导体,即使通过间接跃迁也会发光。
然而,当将GaP和GaAs混合以形成GaAs1-xPx晶体时,可以调节x值(0 这与半导体能带结构(EK比)有关。
所谓的EK关系是能量与动量之间的关系。
自由空间中的粒子动量越大,能量越大。
然而,在晶体中,由于势化的网状周期性场的作用,电子动量之间的关系变得更加复杂。
对应于导带的下部的力矩K不必是对应于价带的上部的力矩K,价带是在禁带中的间接半导体。
因为导带的底部和价带的顶部不在同一脉冲点,所以在该半导体中发生了电子吸收的光子从价带到导带的跃迁。它不仅受到节能的限制,还受到瞬时存储的限制。
换句话说,不仅光子的能量大于带宽,而且由于相应电子电话的相互作用,电子的动量也发生了变化。
此要求更难以实现。
因此,诸如硅的间接禁带半导体不适用于光学器件。
相反,直接带半导体不需要电子来改变电子跃迁到导带的时刻。
瓦伦西亚和锗硅带Ev的上部在布里渊区的中心,Ec导带的下部在100方向上的简单布里渊区的边界。以及布里渊区和布里渊区之间的边界。
在85倍处,对应于价带背景的波基不同。
这种类型的半导体称为间接带半导体禁止。
直接带的半导体材料是在空间k中的相同位置处的导带的最小值(导带以下)和价带的最大值。
电子需要穿过导带以产生仅需吸收能量的电子和导电空穴(形成半满带)。


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