Ali je silicij material za neposredno pasovno vrzel?

Silicij ni material z neposredno pasovno vrzeljo. Gre za posredno pasovno vrzel material.

Evo zakaj:

* Neposredna pasovna vrzel: V materialu z neposredno vrzeljo se minimalno energijsko stanje v prevodnem pasu in največje energijsko stanje v valenčnem pasu pojavita pri istem gibu (k-vektor). To omogoča učinkovito sevalno rekombinacijo elektronov in lukenj, kar ima za posledico emisijo svetlobe.

* Posredna pasovna vrzel: V materialu s posredno pasovno vrzeljo se minimalno energijsko stanje v prevodnem pasu in največje energijsko stanje v valenčnem pasu pojavita pri različnih momentih. To pomeni, da mora elektron za rekombinacijo z luknjo spremeniti tudi svoj zagon. Ta proces je manj verjeten in pogosto zahteva vključitev fonona (vibracija rešetke).

Posledice silicijeve posredne pasovne vrzeli:

* Manj učinkovito oddajanje svetlobe: Silicij zaradi posredne vrzeli v pasu ni dober material za svetleče diode (LED) ali laserje.

* Nižji absorpcijski koeficient: Silicijeva indirektna vrzel povzroči nižji absorpcijski koeficient za svetlobo, kar pomeni, da je manj učinkovit pri absorpciji svetlobe.

Nadomestni materiali za oddajanje svetlobe:

Materiali z neposrednimi pasovnimi vrzelmi, kot sta galijev arzenid (GaAs) in galijev nitrid (GaN), so prednostni za aplikacije, kot so LED in laserji.