Quelle est la différence entre la bande interdite directe et indirecte

Le Différence clé entre la bande interdite directe et indirecte est que l'élan cristallin des électrons et des trous est le même dans une bande interdite directe pour la bande de conduction et la bande de valence, où un électron peut émettre directement un photon, tandis que la bande interdite indirecte a des vecteurs K différents où un photon ne peut pas être émis.

Les termes bande interdite directe et indirecte sont décrites principalement en physique des semi-conducteurs. Ces catégories sont découvertes en fonction de l'état d'énergie minimal dans la bande de conduction et de l'état d'énergie maximal dans la bande de valence qui se caractérise par un certain élan cristallin dans la zone de Brillouin. K-vector ou vecteur d'onde est un concept important dans les lacunes de la bande. Le vecteur K d'une onde plane est un vecteur (au moins dans le cas des milieux optiques isotropes) qui pointe dans la direction dans laquelle l'onde se propage. Ce composant vectoriel est toujours perpendiculaire aux fronts d'onde.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que la bande interdite directe
3. Qu'est-ce que la bande interdite indirecte
4. Bande interdite directe vs indirecte dans la forme tabulaire
5. Résumé - Direct vs Bandage indirect 

Qu'est-ce que la bande interdite directe?

La bande interdite directe est une bande interdite où le vecteur k est similaire pour les états les plus élevés de la bande de valence et pour les états les plus bas de la bande de conduction. En d'autres termes, nous pouvons appeler une bande interdite une bande interdite directe si l'élan en cristal des électrons et des trous est le même dans la bande de conduction et la bande de valence, et un électron peut émettre directement un photon.

Certains exemples de matériaux directs de bande interdite incluent le silicium amorphe et certains matériaux III-V, y compris les INA et les GaAs.

Qu'est-ce que la bande interdite indirecte?

Une bande interdite indirecte peut être décrite comme le phénomène dans lequel le maximum de la bande de valence ainsi que le minimum de la bande de conduction sont à différentes valeurs de k. Par exemple, le maximum de la bande de valence est k = 0, tandis que le minimum dans la bande de conduction est à un vecteur k sur la limite de la zone Brillouin. Dans ce type de bande interdite, un photon ne peut pas être émis car les électrons doivent passer à travers un état intermédiaire, transférant l'élan vers le réseau cristallin.

Certains exemples de matériaux de bande interdite indirecte comprennent le silicium cristallin et le GE, ainsi que certains matériaux III-V tels que l'ALSB.

Quelle est la différence entre la bande interdite directe et indirecte?

Une bande interdite directe et indirecte est des termes importants dans la physique des semi-conducteurs. La principale différence entre la bande interdite directe et indirecte est que dans la bande interdite directe, l'élan cristallin des électrons et des trous reste le même dans la bande de conduction et la bande de valence et un électron peut émettre directement un photon, tandis que la bande interdite indirecte a un k différent K -Vecteurs où un photon ne peut pas être émis. Certains exemples de matériaux directs de bande interdite incluent le silicium amorphe et certains matériaux III-V, y compris les INA et les GaA. De plus, une bande interdite directe est plus efficace qu'une bande interdite indirecte.

L'infographie ci-dessous présente les différences entre la bande interdite directe et indirecte dans la forme tabulaire pour une comparaison côte à côte.

Résumé - Direct vs Bandage indirect

Une bande interdite directe et indirecte est deux phénomènes importants qui sont décrits ensemble dans des contextes similaires. La principale différence entre la bande interdite directe et indirecte est que dans la bande interdite directe, l'élan cristallin des électrons et des trous reste le même dans la bande de conduction et la bande de valence et un électron peut émettre directement un photon, tandis que la bande interdite indirecte a un k différent K -Vecteurs où un photon ne peut pas être émis.

Référence:

1.  «Matériaux de bande interdite directe." Semi-conducteurs directs et indirects, Département des sciences et de la métallurgie - Université de Cambridge.

Image gracieuseté:

1. «Bulkband Structure» de Saumitra r Mehrotra & Gerhard Klimeck - Bandstructure Lab sur NanoHub.org (cc par 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Bandgap indirect» (domaine public) via Commons Wikimedia