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本文标题:"不同种类的半导体材料具有不同的发光效率"

发布者:yiyi ------ 分类: 行业动态 ------ 人浏览过-----时间:2012-9-22 15:17:43

 半导体的发光效率

 
不同种类的半导体材料具有不同的发光效率,因此会有不同的应用,例如:矽的发光效率很低,只能用来制作积体电路(IC);砷化镓的发光效率很高,可以用来制作高亮度的发光二极体(LED),为什么同样是半导体,同样具有能隙,发光效率却有那么大的差别呢?
 
直接能隙(Direct bandgap)
“直接能隙(Direct bandgap)”是指电子吸收了外加能量以后可以由价电带跳跃到导电带,而且电子可以“直接”由导电带落回价电带,因此能量可以完全以“光能”的型式释放出来,所以发光效率很高,例如:砷化镓(GaAs)的能带结构就是属于直接能隙。
 
间接能隙(Indirect bandgap)
“间接能隙(Indirect bandgap)”是指电子吸收了外加能量以后可以由价电带跳跃到导电带,但是电子只能“间接”由导电带落回价电带,所谓的“间接”可以想像成在能隙中有一个可以让电子停留的位置,当电子由导电带落回价电带时,会先在这个位置上停留一下,将大部分的能量转换为“热能”以后,再落回价电带,由于大部分的能量已经转换成热能,根据能量守恒定律,这个电子所剩下的光能就很少了,因此最后能够释放出来的光能很少,所以发光效率很低,例如:矽(Si)的能带结构就是属于间接能隙。
 
值得注意的是,不论是直接能隙的半导体(砷化镓晶圆)或间接能隙的半导体(矽晶圆),电子吸收了外加能量以后由价电带跳跃到导电带的情形是相同的,因此这两种半导体都可以用来制作“影像感测器(Sensor)”,例如:数位相机所使用的CCD或CMOS影像感测器,都是利用矽晶圆来做为“光侦测器(PD:Photo Detector)”,这个部分将在第三册第9章多媒体与系统技术中详细介绍。
 

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不同种类的半导体材料具有不同的发光效率,金相显微镜现货供应


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