materiali gap diretto indiretto

salve ho alcuni dubbi provo a spiegare così chi vuole può darmi degli spunti. partiamo dal grafico E in funzione di k cioè la famosa relazione di dispersione. nel caso di materiali a gap diretto cioè con minimi di banda di conduzione e massimo di banda di valenza allineati, se fornisco un'energia pari al gap porto un elettrone da BV a BC (salto con conservazione di quantità di moto). nel caso di materiale a gap indiretto debbo fornire un'energia superiore in quanto il massimo e il minimo non sono allineati quindi inoltre l'energia in più viene ceduta tramite urti con conseguente acquisto di quantità di moto k (l'immagine è quella di un elettrone visto come pallina che viene innalzato sopra in banda di conduzione sulla verticale e poi scivola giù nel minimo della banda di conduzione). una volta che si trova nel minimo come perde l'energia per riportarsi in banda di valenza? ho poco chiaro quello che avviene da qua in poi. un'altra domanda, nel grafico della relazione di dispersione come si pongono (se è possibile includerli) i livelli aggiuntivi cioè i livelli introdotti da impurità? voglio dire sono linee costanti per ogni k?

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GaLoIs
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Ok, io ci provo :)

Io non la vedrei cosi. Per poter avere transizioni banda-banda in materiali a gap indiretto è necessaria un'interazione a tre corpi: portatore, fotone e fonone. Il fotone infatti fornisce l'energia ma non è in grado di fornire quantità di moto, che viene fornita dagli urti col reticolo (i.e. dall'assorbimento di un fonone) Transizioni di questo tipo sono fortemente improbabili e di fatto non avvengono quasi mai in questo tipo di materiali dove la generazione (elettrone che va in banda di conduzione) e la ricombinazione (elettrone che torna in banda di valenza) avviene di fatto solo attraverso livelli intermedi (vedi ad esempio la teoria di Shockley-Hall-Read)

Il processo è simmetrico: l'elettrone si porta prima in un livello intermedio e poi viene rilasciato in banda di valenza.

A questo non avevo mai pensato. Cosi a intuito direi che la relazione di dispersione descrive una proprietà dei portatori all'interno del reticolo (l'andamento dell'energia in funzione della quantità di moto), mentre la struttura a bande rappresenta una proprietà del reticolo stesso e quindi qualcosa di diverso.

Marco

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marco grecchi

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