半導體物性

在矽這類間接躍遷型半導體中,電子與電洞複合而發光的機率低,其原因下列何者正確?

  1. A導帶底部與價電帶頂端的動量不同,躍遷需要聲子參與
  2. B因為電洞的遷移率比電子小
  3. C因為能隙太大
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正確答案:A. 導帶底部與價電帶頂端的動量不同,躍遷需要聲子參與

在間接躍遷型中,導帶底部與價電帶頂端在動量(波數)空間中相距甚遠。光子幾乎無法攜帶動量,因此躍遷必須有聲子同時參與,輻射複合的機率比直接躍遷型低好幾個數量級。在這期間,能量會因SRH複合等而變成熱,所以矽不適合作為發光元件。矽光子學中將InP等貼合作為光源,就是這個緣故。

  • A. 正確。為了動量守恆,需要聲子。
  • B. 遷移率的差異不是決定發光機率的原因。
  • C. 矽的能隙(約1.12 eV)並不特別大,不是難以發光的原因。
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