A szilícium egy közvetlen sávrés anyag?
Íme, miért:
* Közvetlen sávköz: Közvetlen sávközű anyagban a vezetési sávban a minimális energiaállapot és a vegyértéksávban a maximális energiaállapot azonos impulzusszámmal (k-vektor) következik be. Ez lehetővé teszi az elektronok és lyukak hatékony sugárzási rekombinációját, ami fénykibocsátást eredményez.
* Közvetett sávköz: Egy közvetett sávrés anyagban a vezetési sávban a minimális energiaállapot és a vegyértéksávban a maximális energiaállapot különböző pillanatokban fordul elő. Ez azt jelenti, hogy ahhoz, hogy egy elektron rekombinálódhasson egy lyukkal, a lendületét is meg kell változtatnia. Ez a folyamat ritkábban fordul elő, és gyakran egy fonon (rácsrezgés) bevonását igényli.
A Silicon közvetett sávszélességének következményei:
* Kevésbé hatékony fénykibocsátás: A szilícium nem jó anyag a fénykibocsátó diódákhoz (LED-ekhez) vagy lézerekhez a közvetett sávszélessége miatt.
* Alsó abszorpciós együttható: A szilícium indirekt sávszélessége alacsonyabb fényelnyelési együtthatót eredményez, ami azt jelenti, hogy kevésbé hatékonyan nyeli el a fényt.
Alternatív anyagok a fénykibocsátáshoz:
A közvetlen sávrésekkel rendelkező anyagok, mint például a gallium-arzenid (GaAs) és a gallium-nitrid (GaN), előnyben részesíthetők olyan alkalmazásokhoz, mint a LED-ek és a lézerek.