Techniklexikon

direkte Halbleiter

Elektronik, Halbleiterphysik, Halbleiter mit einer direkten Bandlücke, das heisst, das Minimum des Leitungsbandes und das Maximum des Valenzbandes liegen bei demselben Wellenzahlvektor. Ein Elektron am Leitungsbandminimum kann jederzeit mit einem Loch, das am Valenzbandmaximum liegt, rekombinieren. In einem indirekten Halbleiter dagegen muss beim Übergang von Leitungsbandminimum zu Valenzbandmaximum zusätzlich ein Impuls übertragen werden. Da aufgrund dessen ein drittes Teilchen, meist ein Phonon, an der Rekombination beteiligt sein muss, ist die Rekombinationswahrscheinlichkeit gegenüber einem direkten Halbleiter geringer, weil nicht immer ein solches Phonon zur Verfügung steht.

Für optische Bauelemente wie Halbleiterlaser und Dioden sind daher direkte Halbleiter besonders geeignet, da die Lichtausbeute sehr viel grösser ist.

direkte Halbleiter: Direkte und indirekte Bandübergänge. Der optische Übergang verläuft praktisch senkrecht im E(k)-Diagramm, da das Photon nur wenig Impuls mitnimmt. Beim indirekten Bandübergang können Elektron und Loch nur dann rekombinieren, wenn Phononen die Impulsbilanz ausgleichen können.