کاف انرژی مستقیم و غیرمستقیم

دانشنامه عمومی

نیم رساناها به دودستۀ کلی تقسیم می شوند؛ نیم رسانای با کافِ نواریِ مستقیم ( به انگلیسی: Direct Band Gap ) و کافِ نواریِ نامستقیم ( به انگلیسی: Indirect Band Gap ) . واژۀ «کاف» در زبان فارسی به معنی «شکاف» است[ ۱] .
در نیم رسانای با کاف مستقیم، بیشینۀ نوارِ ظرفیت و کمینۀ نوارِ هدایت در تِکانۀ بلوری ( Crystal Momentum ) یکسانی رخ می دهند ( شکل های زیر را ببینید، شکل دوم ) . درحالی که در نیم رسانای با کاف نامستقیم تکانۀ بلوریِ ( k ) بیشینۀ نوار ظرفیت با تکانۀ بلوریِ کمینۀ نوار هدایت تفاوت دارد ( شکل اول ) .
از جمله نیم رساناهای با کاف نامستقیم، سیلیسیوم است. آرسِنید گالیُم ، مثالی از نیم رسانا با کاف مستقیم است. [ ۲]
در کاف نواری نامستقیم، وقتی الکترون از نوار هدایت به نوار ظرفیت منتقل می شود، دچار تغییر تکانه ( اندازه حرکت ) نیز می شود ( k تغییر می کند ) و به جای اینکه انرژی به صورت فوتون منتشر شود، عموماً به صورت فونون به کریستال برمی گردد ( به صورت گرما تلف می شود ) . فونون، کوانتای ( پیمانۀ ) انرژی گرمایی ( به عبارت دقیق تر، ارتعاش شبکه ) است، مانند فوتون که کوانتای انرژی الکترومغناطیسی است.
مثال خوبی از این موضوع، تفاوت دیود معمولی و دیود نورافشان است؛ در ساخت دیود معمولی از نیم رسانا با کاف نامستقیم مانند سیلیکون استفاده می شود، درحالی که دیود نورافشان از نیم رسانا با کاف مستقیم ( مانند آرسِنید گالیُم ) ساخته می شود، و به همین دلیل با عبور جریان، از خود نور تابش می کند.
عکس کاف انرژی مستقیم و غیرمستقیمعکس کاف انرژی مستقیم و غیرمستقیم
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

بپرس