¿Cuál es la diferencia entre la brecha de banda directa e indirecta?

El Diferencia clave entre la brecha de banda directa e indirecta es que el momento cristalino de electrones y agujeros es el mismo en una brecha de banda directa tanto para la banda de conducción como para la banda de valencia, donde un electrón puede emitir directamente un fotón, mientras que el espacio de banda indirecta tiene diferentes vectores K emitido.

Los términos brecha de banda directa e indirecta se describen principalmente en física de semiconductores. Estas categorías se descubren dependiendo del estado de energía mínimo en la banda de conducción y el estado de energía máxima en la banda de valencia que se caracterizan por un cierto impulso de cristal en la zona de Brillouin. K-vector o vector de onda es un concepto importante en las brechas de la banda. El vector k de una onda plana es un vector (al menos en el caso de los medios ópticos isotrópicos) que apunta en la dirección en que la onda se propaga. Este componente vectorial siempre es perpendicular a los frentes de onda.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es la brecha de banda directa?
3. ¿Qué es la brecha de banda indirecta?
4. Brecha de banda directa vs indirecta en forma tabular
5. Resumen -Direct vs indirecto de la banda GAP 

¿Qué es la brecha de banda directa??

Direct Band Gap es una brecha de banda donde el vector K es similar para los estados más altos en la banda de valencia y para los estados más bajos de la banda de conducción. En otras palabras, podemos llamar a una brecha de banda una brecha de banda directa si el impulso de cristal de electrones y agujeros es el mismo en la banda de conducción y la banda de valencia, y un electrón puede emitir directamente un fotón.

Algunos ejemplos de materiales de brecha de banda directa incluyen silicio amorfo y algunos materiales III-V, incluidos INAS y GaAs.

¿Qué es la brecha de banda indirecta??

La brecha de banda indirecta se puede describir como el fenómeno en el que el máximo de la banda de valencia, así como el mínimo de la banda de conducción, tienen diferentes valores de k. Por ejemplo, el máximo de la banda de valencia es k = 0, mientras que el mínimo en la banda de conducción está en un vector K en el límite de la zona Brillouin. En este tipo de brecha de banda, no se puede emitir un fotón ya que los electrones tienen que pasar a través de un estado intermedio, transfiriendo impulso a la red de cristal.

Algunos ejemplos de materiales de brecha de banda indirecta incluyen silicio cristalino y GE, así como algunos materiales III-V como ALSB.

¿Cuál es la diferencia entre la brecha de banda directa e indirecta??

La brecha de banda directa e indirecta son términos importantes en la física de semiconductores. La diferencia clave entre la brecha de banda directa e indirecta es que en la brecha de banda directa, el momento cristalino de los electrones y los agujeros sigue siendo el mismo en la banda de conducción y la banda de valencia y un electrón puede emitir directamente un fotón, mientras que la brecha de banda indirecta tiene diferentes k -vectores donde no se puede emitir un fotón. Algunos ejemplos de materiales de brecha de banda directa incluyen silicio amorfo y algunos materiales III-V, incluidos INAS y GaAs, mientras que algunos ejemplos de materiales de brecha de banda indirecta incluyen silicio y GE cristalino, así como algunos materiales III-V, como ALSB. Además, una brecha de banda directa es más eficiente que una brecha de banda indirecta.

La siguiente infografía presenta las diferencias entre la brecha de banda directa e indirecta en forma tabular para la comparación de lado a lado.

Resumen -Direct vs indirecto de la banda GAP

La brecha de banda directa e indirecta son dos fenómenos importantes que se describen juntos en contextos similares. La diferencia clave entre la brecha de banda directa e indirecta es que en la brecha de banda directa, el momento cristalino de los electrones y los agujeros sigue siendo el mismo en la banda de conducción y la banda de valencia y un electrón puede emitir directamente un fotón, mientras que la brecha de banda indirecta tiene diferentes k -vectores donde no se puede emitir un fotón.

Referencia:

1.  "Materiales de brecha de banda directa." Semiconductores de brecha de banda directa e indirecta, Departamento de Ciencia y Metalurgia de Materiales - Universidad de Cambridge.

Imagen de cortesía:

1. "Estructura de la banda bulquía" de Saumitra R Mehrotra & Gerhard Klimeck - BandStructure Lab en Nanohub.org (CC por 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Indirecto de bandgap" (dominio público) a través de Commons Wikimedia