Pourquoi la probabilité qu'un électron et un trou se recombinent en émettant de la lumière est-elle faible dans un semi-conducteur à gap indirect comme le silicium ?

Réponse : A. Parce que les quantités de mouvement du bas de la bande de conduction et du sommet de la bande de valence diffèrent, et que la transition exige l'intervention d'un phonon

Dans un matériau à gap indirect, le bas de la bande de conduction et le sommet de la bande de valence sont éloignés dans l'espace des quantités de mouvement (vecteurs d'onde). Le photon ne transportant presque pas de quantité de mouvement, la transition exige l'intervention simultanée d'un phonon, et la probabilité de recombinaison radiative est inférieure de plusieurs ordres de grandeur à celle d'un matériau à gap direct. Entre-temps, l'énergie se dissipe en chaleur par recombinaison SRH ou autre : le silicium ne convient donc pas aux émetteurs de lumière. C'est pourquoi la photonique sur silicium colle de l'InP ou un autre matériau pour la source lumineuse.