Che cos'è un semiconduttore diretto?
Esistono due tipi principali di semiconduttori tra cui gli ingegneri possono scegliere: un semiconduttore diretto e uno indiretto. Entrambi funzionano in modi diversi con le bande di conduzione e valenza, che sono importanti per l'energia elettrica, ma entrambe cercano anche di trovare la minima differenza tra le due bande. Un semiconduttore diretto viene utilizzato quando le bande di valenza e conduzione hanno lo stesso momento. Questo semiconduttore è importante nella ricombinazione radiativa, in cui un elettrone salta da una banda all'altra.
Nella scienza dell'energia, un semiconduttore diretto lavora con due bande. La banda inferiore è conosciuta come banda di mantovana. Ciò rappresenta la quantità minima di energia di un elettrone, poiché l'elettrone è ancora legato a un atomo; questi elettroni hanno uno slancio minimo. La più alta delle bande è la banda di conduzione. Ciò accade quando l'elettrone viene liberato da un atomo ed è in grado di muoversi liberamente in un reticolo atomico, producendo energia.
Un semiconduttore diretto viene utilizzato per mitigare l'energia da una banda all'altra. Per rendere più semplice il processo di spostamento degli elettroni, il semiconduttore trova la via più breve, o il percorso con la più bassa quantità di energia, affinché un elettrone si divida dalla banda di valenza e salti nella banda di conduzione. Il percorso più semplice tra i due è quando la banda di conduzione scende e la banda di valenza sale, creando un piccolo spazio tra le due bande di energia.
Il semiconduttore diretto può essere utilizzato solo se entrambe le bande eseguono questo movimento contemporaneamente. Ciò significa che entrambe le bande devono avere lo stesso momento elettronico. Questo è comune soprattutto nell'elettronica e nei dispositivi a bassa potenza, perché non c'è molto slancio richiesto e le bande possono comunemente muoversi in sincronia.
Perché il semiconduttore diretto funzioni, un elettrone deve uscire dalla banda di valenza. Ciò provoca un buco nella banda di valenza e l'energia risultante diventa un fotone. Allo stesso tempo, la banda di conduzione scende per accettare l'energia, perché si muove dalla banda di valenza e attraverso il semiconduttore.
Un semiconduttore indiretto è simile a uno diretto, ma la differenza si trova nel modo in cui si muovono le due bande. In questo schema, le bande di valenza e conduzione si spostano separatamente, quindi la valenza aumenterà in un punto, mentre la conduzione scenderà in seguito. Il semiconduttore indiretto prende la carica dalla banda di valenza, la trattiene e attende che la banda di conduzione scenda per depositare l'energia.