Structure de bandes où le minimum de la bande de conduction et le maximum de la bande de valence se situent au même vecteur d'onde. La recombinaison électron-trou émet efficacement de la lumière. Exemple : GaAs.
Nom japonais: 直接遷移型
« Gap direct » apparaît dans 5 questions d'entraînement réparties sur 4 thèmes, dont Physique des semi-conducteurs, Jonction PN et diodes, Semi-conducteurs composés.
Domaine: Semi-conducteurs composés
Réponse : B. Gap indirect
Le silicium est à gap indirect : le bas de la bande de conduction et le sommet de la bande de valence se situent à des positions différentes dans l'espace des quantités de mouvement (vecteurs d'onde). Pour qu'un électron et un trou se recombinent en émettant de la lumière, un phonon (vibration du réseau) doit intervenir simultanément pour compenser la quantité de mouvement, ce qui rend le rendement d'émission très faible. Les LED et lasers utilisent donc des matériaux à gap direct comme le GaAs, l'InP ou le GaN. L'absorption de la lumière pouvant se produire avec l'aide de phonons, le silicium reste utilisable pour les photodétecteurs.
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.
Les LED et lasers utilisent donc des matériaux à gap direct comme le GaAs, l'InP ou le GaN.
Quel est le type de structure de bandes du silicium ?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.
Pourquoi la probabilité qu'un électron et un trou se recomb…Une émission efficace exige un matériau à gap direct ; le silicium ne permet pas de réaliser des LED utilisables.
Quel mécanisme d'émission de lumière d'une LED est correct ?Le GaAs est un semi-conducteur à gap direct : le minimum de la bande de conduction et le maximum de la bande de valence se situent au même point de l'espace des moments, si bien que les électrons et les trous se recombinent sans l'aide de phonons et émettent efficacement de la lumière.
Quelle est la structure de bandes correcte de l'arséniure d…Le Ge est à gap indirect, mais son gap direct, d'environ 0,8 eV, en est proche, et il absorbe fortement jusque vers 1,55 µm.
Pour quelle raison correcte le germanium (Ge) est-il largem…Rendement (yield) GaAs (arséniure de gallium) InP (phosphure d'indium) Absorption (perte de chiffres) Bande interdite (bandgap) GaN (nitrure de gallium) Recombinaison SRH (Shockley-Read-Hall) VCSEL (laser à cavité verticale émettant par la surface) Épitaxie sélective CMOS