Halbleiterphysik
Warum ist bei indirekten Halbleitern wie Silizium die Wahrscheinlichkeit gering, dass Elektronen und Löcher unter Lichtemission rekombinieren?
- AWeil die Impulse von Leitungsbandminimum und Valenzbandmaximum verschieden sind und für den Übergang ein Phonon beteiligt sein muss
- BWeil die Beweglichkeit der Löcher kleiner als die der Elektronen ist
- CWeil die Bandlücke zu groß ist
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Antwort: A. Weil die Impulse von Leitungsbandminimum und Valenzbandmaximum verschieden sind und für den Übergang ein Phonon beteiligt sein muss
Bei indirekten Halbleitern liegen Leitungsbandminimum und Valenzbandmaximum im Impuls- (Wellenzahl-)Raum auseinander. Photonen können kaum Impuls transportieren, sodass am Übergang gleichzeitig ein Phonon beteiligt sein muss; die Wahrscheinlichkeit strahlender Rekombination ist daher um Größenordnungen geringer als bei direkten Halbleitern. In der Zwischenzeit wird die Energie z. B. durch SRH-Rekombination zu Wärme, sodass Silizium für Lichtemitter ungeeignet ist. Deshalb werden in der Siliziumphotonik Lichtquellen aus z. B. InP aufgebondet.