直接带隙半导体的重要性质:当
价带电子往导带跃迁时,
电子波矢不变,在能带图上即是竖直地跃迁,这就意味着电子在跃迁过程中,动量可保持不变——满足
动量守恒定律。相反,如果导带电子下落到
价带(即电子与
空穴复合)时,也可以保持动量不变——
直接复合,即电子与空穴只要一相遇就会发生复合(不需要
声子来接受或提供动量)。因此,直接带隙半导体中载流子的寿命往往很短;同时,这种直接复合可以把能量几乎全部以光的形式放出(光子动量接近于零,可不需要声子参与)——
发光效率高(这也就是为什么发光器件多半采用直接带隙
半导体来制作的根本原因)。