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本文標題:"不同種類的半導體材料具有不同的發光效率"

發布者:yiyi ------ 分類: 行業動態 ------ 人瀏覽過-----時間:2012-9-22 15:17:43

 半導體的發光效率

 
不同種類的半導體材料具有不同的發光效率,因此會有不同的應用,例如:矽的發光效率很低,只能用來制作積體電路(IC);砷化鎵的發光效率很高,可以用來制作高亮度的發光二極體(LED),為什么同樣是半導體,同樣具有能隙,發光效率卻有那么大的差別呢?
 
直接能隙(Direct bandgap)
“直接能隙(Direct bandgap)”是指電子吸收了外加能量以后可以由價電帶跳躍到導電帶,而且電子可以“直接”由導電帶落回價電帶,因此能量可以完全以“光能”的型式釋放出來,所以發光效率很高,例如:砷化鎵(GaAs)的能帶結構就是屬于直接能隙。
 
間接能隙(Indirect bandgap)
“間接能隙(Indirect bandgap)”是指電子吸收了外加能量以后可以由價電帶跳躍到導電帶,但是電子只能“間接”由導電帶落回價電帶,所謂的“間接”可以想像成在能隙中有一個可以讓電子停留的位置,當電子由導電帶落回價電帶時,會先在這個位置上停留一下,將大部分的能量轉換為“熱能”以后,再落回價電帶,由于大部分的能量已經轉換成熱能,根據能量守恒定律,這個電子所剩下的光能就很少了,因此最后能夠釋放出來的光能很少,所以發光效率很低,例如:矽(Si)的能帶結構就是屬于間接能隙。
 
值得注意的是,不論是直接能隙的半導體(砷化鎵晶圓)或間接能隙的半導體(矽晶圓),電子吸收了外加能量以后由價電帶跳躍到導電帶的情形是相同的,因此這兩種半導體都可以用來制作“影像感測器(Sensor)”,例如:數位相機所使用的CCD或CMOS影像感測器,都是利用矽晶圓來做為“光偵測器(PD:Photo Detector)”,這個部分將在第三冊第9章多媒體與系統技術中詳細介紹。
 

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