O que é um semicondutor direto?

Existem dois tipos principais de semicondutores dos quais os engenheiros podem escolher: um semicondutor direto e um indireto. Ambos funcionam de maneiras diferentes com as bandas de condução e valência, que são importantes em energia elétrica, mas ambas também tentam encontrar a diferença mínima entre as duas bandas. Um semicondutor direto é usado quando as bandas de valência e condução têm o mesmo momento. Esse semicondutor é importante na recombinação radiativa, na qual um elétron salta de uma banda para a outra.

Na ciência da energia, um semicondutor direto trabalha com duas bandas. A banda inferior é conhecida como a banda de valance. Isso representa a quantidade mínima de energia que um elétron possui, porque o elétron ainda está ligado a um átomo; Esses elétrons têm muito pouco momento. A maior das bandas é a banda de condução. Isso acontece quando o elétron é libertado de um átomo e é capaz de se mover livremente em uma treliça atômica, produzindo energia.

Um semicondutor direto é used para mitigar a energia de uma banda para outra. Para facilitar o processo de mover os elétrons, o semicondutor encontra a maneira mais curta ou o caminho com a menor quantidade de energia, para um elétron dividir da banda de valência e entrar na banda de condução. O caminho mais fácil entre os dois é quando a banda de condução cai e a banda de valência aparece, criando uma pequena lacuna entre as duas faixas de energia.

O semicondutor direto só pode ser usado se ambas as bandas executarem esse movimento ao mesmo tempo. Isso significa que ambas as bandas devem ter o mesmo momento de elétron. Isso é comum principalmente em eletrônicos e dispositivos de baixa potência, porque não há muito impulso e as bandas geralmente podem se mover em sincronização.

Para que o semicondutor direto funcione, um elétron precisa surgir da banda de valência. Isso faz com que ele rasgue um buraco através da banda de valência e a energia resultantese torna um fóton. Ao mesmo tempo, a banda de condução cai para aceitar a energia, porque se move da banda de valência e através do semicondutor.

Um semicondutor indireto é semelhante a um direto, mas a diferença é encontrada na maneira como as duas bandas se movem. Nesse esquema, as bandas de valência e condução se movem separadamente, para que a valência surja em um ponto, enquanto a condução cairá mais tarde. O semicondutor indireto pega a cobrança da banda de valência, segura e espera que a banda de condução caia para depositar a energia.