¿Qué es un semiconductor directo?
Hay dos tipos principales de semiconductores entre los que los ingenieros pueden elegir: un semiconductor directo y uno indirecto. Ambos trabajan de diferentes maneras con las bandas de conducción y valencia, que son importantes en la energía eléctrica, pero ambos también intentan encontrar la mínima diferencia entre las dos bandas. Se utiliza un semiconductor directo cuando las bandas de valencia y conducción tienen el mismo impulso. Este semiconductor es importante en la recombinación radiativa, en la que un electrón salta de una banda a la otra.
En la ciencia de la energía, un semiconductor directo funciona con dos bandas. La banda inferior se conoce como la banda de cenefa. Esto representa la cantidad mínima de energía que tiene un electrón, porque el electrón todavía está unido a un átomo; Estos electrones tienen muy poco impulso. La más alta de las bandas es la banda de conducción. Esto sucede cuando el electrón se libera de un átomo y puede moverse libremente en una red atómica, produciendo energía.
Se usa un semiconductor directo para mitigar la energía de una banda a otra. Para facilitar el proceso de mover los electrones, el semiconductor encuentra el camino más corto, o el camino con la menor cantidad de energía, para que un electrón se divida de la banda de valencia y salte a la banda de conducción. El camino más fácil entre los dos es cuando la banda de conducción cae y la banda de valencia sube, creando un pequeño espacio entre las dos bandas de energía.
El semiconductor directo solo se puede usar si ambas bandas realizan este movimiento al mismo tiempo. Esto significa que ambas bandas deben tener el mismo momento de electrones. Esto es común principalmente en dispositivos y dispositivos electrónicos de baja potencia, ya que no se requiere mucho impulso y las bandas comúnmente se pueden mover en sincronización.
Para que el semiconductor directo funcione, un electrón necesita surgir de la banda de valencia. Esto hace que rasgue un agujero a través de la banda de valencia, y la energía resultante se convierte en un fotón. Al mismo tiempo, la banda de conducción baja para aceptar la energía, porque se mueve desde la banda de valencia y a través del semiconductor.
Un semiconductor indirecto es similar a uno directo, pero la diferencia se encuentra en cómo se mueven las dos bandas. En este esquema, las bandas de valencia y conducción se mueven por separado, por lo que la valencia subirá en un punto, mientras que la conducción bajará más tarde. El semiconductor indirecto toma la carga de la banda de valencia, la retiene y espera a que la banda de conducción baje para depositar la energía.