直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和价带{zd0}值(价带顶)在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。 间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带{zd0}值在k空间中不同位置。形成半满能带不只需要吸收能量,还要改变动量。 间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带{zd0}值在k空间中不同位置。电子在k状态时的动量是(h/2pi)k,k不同,动量就不同,从一个状态到另一个必须改变动量。
材料本身是不会发光,这是能量守衡决定的.材料吸收外来的能量源(电能/光能均可),使价带的电子激发到导带上,然后通过辐射跃迁,发出光子.间接带隙的半导体材料在跃迁时会产生声子,严重影响发光. 结构和措施很多,但材料必须是直接带隙半导体材料.
简单点说,从能带图谱可以看出,间接带隙半导体中的电子在跃迁时K值会发生变化,这意味着电子跃迁前后在K空间的位置不一样了,这样会极大的几率将能量释放给晶格,转化为声子,变成热能释放掉。而直接带隙中的电子跃迁前后只有能量变化,而无位置变化,于是便有更大的几率将能量以光子的形式释放出来。想让间接带隙材料发光,可以采用参杂引入客发光体,将能量引入客发光体使其发光(提高发光效率)
另一方面,对于间接跃迁型,导带的电子需要动量与价带空穴复合。因此难以产生基于再结合的发光。