光发射器件能带结构

文章摘要：砷化镓是Ⅲ－Ⅴ族化合物材料的直接带隙半导体的典型代表，其能带结构如图2所示。砷化镓的价带极大值位于布里渊区中心k＝O处；导带极小值也位于k＝0的逊，等能面为球面。在＜111＞和（100）方向布里渊区边界L和X处还各有一个极小值。室温下，DL和X三个极小值与价带顶的能量差分别为1.424 eV，1.708 eV和1.900eV。对于直接带隙半导体材料，当入射光子能量；hv≥Eg时，能发生强烈的本征吸收。电子吸收光子受到激发，直接竖直跃迁进入导带。这种电子的直接跃迁，跃迁几率相当高，因而直接带隙半导体材料具有较高的电光转换效率，适合于制作半导体发光及其他光电子器件。图2 砷化镓的能带结构具有闪锌矿

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　　砷化镓是Ⅲ－Ⅴ族化合物材料的直接带隙半导体的典型代表，其能带结构如图2所示。砷化镓的价带极大值位于布里渊区中心k＝O处；导带极小值也位于k＝0的逊，等能面为球面。在＜111＞和（100）方向布里渊区边界L和X处还各有一个极小值。室温下，DL和X三个极小值与价带顶的能量差分别为1.424 eV，1.708 eV和1.900eV。对于直接带隙半导体材料，当入射光子能量；hv≥Eg时，能发生强烈的本征吸收。电子吸收光子受到激发，直接竖直跃迁进入导带。这种电子的直接跃迁，跃迁几率相当高，因而直接带隙半导体材料具有较高的电光转换效率，适合于制作半导体发光及其他光电子器件。

　　图2 砷化镓的能带结构

　　具有闪锌矿型结构的硫化锌、硒化锌、碲化锌导带极小值和价带极大值均位于k＝0处，价带同时包含重空穴带、轻空穴带和自旋－轨道耦合分裂出来的第三个能带，具有较宽的禁带宽度。室温下，其禁带宽度分别为3.6 eV、2.58 eV和2.28 eV。值得注意的是，化合物半导体的能带结构有的是直接带隙的，有的是间接带隙的，随着掺杂组分的不同，其能带结构也发生变化。

　　

  

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