Was ist der Unterschied zwischen direkter und indirekter Bandlücke

Der Schlüsselunterschied zwischen direkter und indirekter Bandlücke ist, dass der Kristallimpuls von Elektronen und Löchern in einer direkten Bandlücke sowohl für das Leitungsband als auch für das Valenzband gleich ist, wo ein Elektron ein Photon direkt emittieren kann, während die indirekte Bandlücke unterschiedliche K-Vektoren hat, bei denen ein Photon nicht sein kann ausgesendet.

Die Begriffe direkter und indirekter Bandlücke werden hauptsächlich in der Halbleiterphysik beschrieben. Diese Kategorien werden je nach dem minimalen Energiezustand im Leitungsband und dem maximalen Energiezustand im Valenzband entdeckt. K-Vektor oder Wellenvektor ist ein wichtiges Konzept für Bandlücken. Der K-Vektor einer Ebenewelle ist ein Vektor (zumindest im Fall von isotropen optischen Medien), die in die Richtung zeigt, in der sich die Welle ausbreitet. Diese Vektorkomponente ist immer senkrecht zu den Wellenfronten.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist direkte Bandlücke
3. Was ist indirekte Bandlücke
4. Direkt gegen indirekte Bandlücke in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung -Direkt gegen indirekte Bandlücke 

Was ist direkte Bandlücke?

Direct Band Gap ist eine Bandlücke, in der der K -Vektor für die höchsten Zustände im Valenzband und für die niedrigsten Zustände im Leitungsband ähnlich ist. Mit anderen Worten, wir können eine Bandlücke als direkte Bandlücke bezeichnen, wenn der Kristallimpuls von Elektronen und Löchern im Leitungsband und im Valenzband gleich ist und ein Elektron direkt ein Photon ausgeben kann.

Einige Beispiele für Direktlückenmaterialien sind amorphes Silizium und einige III-V-Materialien, einschließlich INAS und GaAs.

Was ist indirekte Bandlücke?

Die indirekte Bandlücke kann als das Phänomen beschrieben werden. Zum Beispiel beträgt das Maximum des Valenzbandes K = 0. In dieser Art von Bandlücke kann ein Photon nicht emittiert werden.

Einige Beispiele für indirekte Bandlückenmaterialien sind kristalline Silizium und GE sowie einige III-V-Materialien wie ALSB.

Was ist der Unterschied zwischen direkter und indirekter Bandlücke?

Direkte und indirekte Bandlücke sind wichtige Begriffe in der Halbleiterphysik. Der Schlüsselunterschied zwischen direkter und indirekter Bandlücke besteht darin -Vektoren, bei denen ein Photon nicht emittiert werden kann. Einige Beispiele für Direktlückenmaterialien umfassen amorphes Silizium und einige III-V-Materialien, darunter INAs und GaAs, während einige Beispiele für indirekte Bandlückenmaterialien kristalline Silizium und GE sowie einige III-V-Materialien wie ALSB umfassen. Darüber hinaus ist eine direkte Bandlücke effizienter als eine indirekte Bandlücke.

Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen direkter und indirekter Bandlücke in der tabellarischen Form für den Nebenseitigen Vergleich.

Zusammenfassung -Direkt gegen indirekte Bandlücke

Direkte und indirekte Bandlücke sind zwei wichtige Phänomene, die zusammen in ähnlichen Kontexten zusammen beschrieben werden. Der Schlüsselunterschied zwischen direkter und indirekter Bandlücke besteht darin -Vektoren, bei denen ein Photon nicht emittiert werden kann.

Referenz:

1.  „Direkte Bandlückenmaterialien.” Direkte und indirekte Bandlücken Halbleiter, Ministerium für Materialwissenschaft und Metallurgie - Universität von Cambridge.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Bulkbandstruktur" von Saumitra R Mehrotra & Gerhard Klimeck - Bandstrukturlabor auf Nanohub.org (cc um 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Indirect Bandgap" (Public Domain) über Commons Wikimedia