Wat is een directe halfgeleider?

Er zijn twee belangrijke soorten halfgeleiders waaruit ingenieurs kunnen kiezen: een directe halfgeleider en een indirecte.Beide werken op verschillende manieren met de geleiding en valentiebanden, die belangrijk zijn in elektrische energie, maar beide proberen ook het minimale verschil tussen de twee banden te vinden.Een directe halfgeleider wordt gebruikt wanneer de valentie- en geleidingsbanden hetzelfde momentum hebben.Deze halfgeleider is belangrijk bij stralingsrecombinatie, waarin een elektron van de ene band naar de andere springt.

In de wetenschap van energie werkt een directe halfgeleider met twee banden.De onderste band staat bekend als de Valance Band.Dit vertegenwoordigt de minimale hoeveelheid energie die een elektron heeft, omdat het elektron nog steeds aan een atoom is gebonden;Deze elektronen hebben heel weinig momentum.De hogere van de banden is de geleidingsband.Dit gebeurt wanneer het elektron van een atoom wordt bevrijd en in staat is om vrij te bewegen in een atoomrooster, waardoor energie wordt geproduceerd.

Een directe halfgeleider wordt gebruikt om energie van de ene band naar de andere te verminderen.Om het proces om de elektronen gemakkelijker te maken, vindt de halfgeleider de kortste manier, of het pad met de laagste hoeveelheid energie, om één elektron te delen van de valentieband en in de geleidingsband te springen.Het eenvoudigste pad tussen de twee is wanneer de geleidingsband naar beneden valt en de valentieband verschijnt, waardoor een kleine opening tussen de twee energiebanden ontstaat.

De directe halfgeleider kan alleen worden gebruikt als beide banden deze beweging tegelijkertijd uitvoeren.Dit betekent dat beide bands hetzelfde elektronenmomentum moeten hebben.Dit komt meestal gebruikelijk in elektronica en apparaten met een laag vermogen, omdat er niet veel momentum vereist is en de banden meestal synchroon kunnen bewegen.

Voor de directe halfgeleider om te werken, moet een elektron uit de valentieband komen.Hierdoor scheurt het een gat door de valentieband en de resulterende energie wordt een foton.Tegelijkertijd daalt de geleidingsband om de energie te accepteren, omdat deze van de valentieband en door de halfgeleider beweegt.

Een indirecte halfgeleider is vergelijkbaar met een directe, maar het verschil wordt gevonden in hoe de twee banden bewegen.In dit schema bewegen de valentie- en geleidingsbanden afzonderlijk, zodat de valentie op een gegeven moment zal verschijnen, terwijl de geleiding later zal naar beneden komen.De indirecte halfgeleider neemt de lading van de valentieband, houdt deze vast en wacht tot de geleidingsband valt om de energie te deponeren.