题目
63. (2.0分) 直接带隙半导体的发光效率通常高于间接带隙半导体。A. 对B. 错
63. (2.0分) 直接带隙半导体的发光效率通常高于间接带隙半导体。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查学生对半导体材料中直接带隙与间接带隙半导体发光效率差异的理解。
解题核心思路:
需明确直接带隙半导体与间接带隙半导体在电子跃迁过程中的区别。直接带隙半导体的电子跃迁无需额外动量变化,发光效率高;而间接带隙半导体因需要声子辅助跃迁,导致发光效率低。
破题关键点:
- 直接带隙特点:导带最小值与价带最大值动量匹配,跃迁仅需能量匹配。
- 间接带隙特点:导带与价带动量不匹配,跃迁需声子提供动量,过程复杂,效率低。
- 实际应用:直接带隙半导体(如GaAs)常用于发光器件(如LED),间接带隙半导体(如硅)不适用于此类场景。
直接带隙半导体的发光效率高于间接带隙半导体,原因如下:
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电子跃迁机制
- 直接带隙:电子从导带跃迁到价带时,动量自动匹配,只需能量守恒即可发射光子,过程高效。
- 间接带隙:电子跃迁需声子提供或吸收动量,导致额外能量损耗,且跃迁概率降低。
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发光效率对比
- 直接带隙半导体的光子发射概率高,能量转换效率好。
- 间接带隙半导体因声子参与,能量部分转化为晶格振动热能,光子发射效率低。
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实际应用验证
- 直接带隙半导体(如砷化镓)广泛用于LED、激光器等发光器件。
- 间接带隙半导体(如硅、锗)几乎不用于发光器件。
综上,题目表述正确,答案为A。