Bandgap indirect

Dans la physique du semi-conducteur , un bandgap indirect est un Bandgap dans lequel l'énergie minimum dans la bande de conduction est décalée par un K-vecteur relativement à la bande de valence. La différence de k-vecteur représente une différence dans l'élan .

Les semi-conducteurs qui ont un bandgap indirect sont inefficaces à émettre le léger. C'est parce que tous les électrons actuels dans la bande de conduction arrangent rapidement dans le minimum d'énergie de cette bande. Les électrons dans ce minimum exigent une certaine source d'élan leur permettant de surmonter l'excentrage et de tomber dans la bande de valence de . Les photons ont l'élan très petit comparé à ce &ndash excentré d'énergie ;. Le " d'élan ; kick" ; d'un photon étant émis ou absorbé est négligeable et les transitions directes sont essentiellement « verticale » dans le k-espace.

Puisque l'électron ne peut pas rejoindre la bande de valence par la recombinaison radiative , des électrons de bande de conduction en général pour la dernière fois une tout à fait certaine heure avant la recombinaison par des moyens moins efficaces. Le silicium est un semi-conducteur indirect de bandgap, et par conséquent n'est pas généralement utile pour les diodes électroluminescentes ou les diodes lasers

Cependant, la recombinaison (non-radiative) indirecte a lieu aux défauts ponctuels ou aux joints de grain (surface) dans le SI. Si les électrons excited sont empêchés d'atteindre ces endroits de recombinaison, ils n'ont aucun choix mais pour tomber de nouveau dans la bande de valence de par la recombinaison radiative . Ceci peut être fait en créant une boucle de dislocation dans le silicium . Au bord de la boucle, aux avions au-dessus et sous du " ; disk" de dislocation ; sont séparés, créant une pression négative, qui soulève l'énergie de la bande de conduction sensiblement, avec le résultat que les électrons ne peuvent pas passer ce bord. À condition que le secteur directement au-dessus de la boucle de dislocation soit sans défaut (aucune recombinaison non-radiative possible), les électrons tomberont de nouveau dans la coquille de valence par la recombinaison radiative et lumière de ce fait d'émission. C'est le principe sur lequel " ; DELEDs" ; (Le machiné par dislocation LED sont basés.

De même l'absorption de la lumière à un espace indirect est beaucoup plus faible qu'à directe. Comme dans le processus d'émission on doit observer les lois de la conservation du d'énergie et d'élan, la seule manière de favoriser un électron à partir du dessus de la bande de valence au fond de la bande de conduction est d'émettre simultanément (ou absorber) un phonon qui compense le vecteur absent d'élan. Cependant, une transition si combinée a une probabilité beaucoup inférieure. Ce moyens, par exemple, que le silicium est dans une position défavorable comme un matériel solaire potentiel a comparé à un matériel direct d'espace comme CuInSe₂.

L'absorption (lue : la couleur) d'un matériel indirect de bandgap dépend habituellement davantage de la température que cela d'un matériel direct, parce qu'aux basses températures (par exemple 4K) les phonons ne sont pas disponibles pour un processus (vibronique) combiné. Le silicium par exemple commence à transmettre la lumière rouge à ces températures, parce que les photons rouges n'ont pas l'énergie suffisante pour un processus direct.

En quelques matériaux avec un espace indirect la valeur de l'espace est négative, c. le dessus de la bande de valence est plus haut que le fond de la bande de conduction dans l'énergie. De tels matériaux sont connus comme Semimetals

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