¿Qué es un semiconductor directo?
Hay dos tipos principales de semiconductores de los que los ingenieros pueden elegir: un semiconductor directo y uno indirecto. Ambos funcionan de diferentes maneras con las bandas de conducción y valencia, que son importantes en la energía eléctrica, pero ambos también intentan encontrar la diferencia mínima entre las dos bandas. Se usa 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 otra.
En la ciencia de la energía, un semiconductor directo funciona con dos bandas. La banda inferior se conoce como la Banda de Valencia. 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. El más alto 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.
Un semiconductor directo es used para mitigar la energía de una banda a otra. Para facilitar el proceso de mover los electrones, el semiconductor encuentra la forma más corta, o la ruta con la cantidad más baja 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 aparece, 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 impulso de electrones. Esto es común principalmente en electrónica y dispositivos de baja potencia, porque no se requiere mucho impulso y las bandas pueden moverse comúnmente en sincronización.
Para que el semiconductor directo funcione, un electrón debe surgir de la banda de valencia. Esto hace que rasgue un agujero a través de la banda de valencia y la energía resultantese convierte en un fotón. Al mismo tiempo, la banda de conducción cae para aceptar la energía, porque se mueve de 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 surgirá en un punto, mientras que la conducción caerá más tarde. El semiconductor indirecto toma la carga de la banda de valencia, la sostiene y espera a que la banda de conducción caiga para depositar la energía.