Je li silicij materijal s izravnim zabranjenim pojasom?
Evo zašto:
* Izravni razmak pojasa: U materijalu s izravnim zabranjenim pojasom, minimalno energetsko stanje u vodljivom pojasu i maksimalno energetsko stanje u valentnom pojasu pojavljuju se pri istom momentu (k-vektor). To omogućuje učinkovitu radijativnu rekombinaciju elektrona i šupljina, što rezultira emisijom svjetlosti.
* Neizravni razmak pojasa: U neizravnom materijalu sa zabranjenim pojasom, minimalno energetsko stanje u vodljivom pojasu i maksimalno energetsko stanje u valentnom pojasu pojavljuju se u različitim momentima. To znači da da bi se elektron rekombinirao s rupom, on također mora promijeniti svoj moment. Manje je vjerojatno da će se ovaj proces dogoditi i često zahtijeva sudjelovanje fonona (vibracija rešetke).
Implikacije neizravnog zazora silicija:
* Manje učinkovita emisija svjetlosti: Silicij nije dobar materijal za diode koje emitiraju svjetlost (LED) ili lasere zbog neizravnog zazora pojasa.
* Niži koeficijent apsorpcije: Neizravni razmak silicija rezultira nižim koeficijentom apsorpcije svjetla, što znači da je manje učinkovit u apsorpciji svjetla.
Alternativni materijali za emisiju svjetlosti:
Materijali s izravnim zabranjenim pojasom, kao što su galijev arsenid (GaAs) i galijev nitrid (GaN), poželjni su za primjene poput LED dioda i lasera.