Halfgeleiderfysica
Wat is de juiste reden dat bij een halfgeleider met indirecte overgang zoals silicium de kans klein is dat elektron en gat recombineren onder uitzending van licht?
- ADe impuls van de onderkant van de geleidingsband en de bovenkant van de valentieband verschilt, zodat voor de overgang een fonon nodig is
- BDe mobiliteit van gaten is kleiner dan die van elektronen
- CDe bandkloof is te groot
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: A. De impuls van de onderkant van de geleidingsband en de bovenkant van de valentieband verschilt, zodat voor de overgang een fonon nodig is
Bij een indirecte overgang liggen de onderkant van de geleidingsband en de bovenkant van de valentieband ver uit elkaar in de impuls- (golfgetal-)ruimte. Omdat een foton vrijwel geen impuls kan dragen, moet bij de overgang tegelijk een fonon betrokken zijn, en de kans op stralingsrecombinatie is ordes van grootte lager dan bij directe overgang. Ondertussen wordt de energie via o.a. SRH-recombinatie in warmte omgezet, dus silicium is niet geschikt voor lichtuitzendende componenten. Hierom worden bij siliciumfotonica InP e.d. als lichtbron aan het silicium gebonden.