间接跃迁半导体英文解释翻译、间接跃迁半导体的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 indirect-gap semiconductor

分词翻译：

间接的英语翻译：

【法】 remoteness

跃迁的英语翻译：

transition
【化】 transition

半导体的英语翻译：

semiconductor
【计】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【医】 semiconductor

专业解析

间接跃迁半导体（Indirect Bandgap Semiconductor）指电子在导带最小值与价带最大值之间跃迁时需借助声子（晶格振动）参与以满足动量守恒的半导体材料。其能带结构中，导带底（CBM）与价带顶（VBM）位于布里渊区的不同k空间位置（如图1所示），导致电子跃迁过程伴随动量变化（Δk ≠ 0）。这一特性显著影响其光学与电学性质：

核心特征与机制

动量守恒要求
电子从价带跃迁至导带时，需吸收或发射一个声子以补偿动量差（公式：$hbar Delta k = hbar q_{text{声子}}$）。该过程概率低于直接跃迁，导致光吸收/发射效率较低。

发光特性
间接跃迁的辐射复合速率慢，非辐射复合（如热耗散）占主导，因此不适合制造高效发光器件（如LED、激光器）。

典型材料与应用

常见材料：硅（Si）、锗（Ge）、磷化镓（GaP）等。
优势应用：
- 硅凭借高载流子迁移率与稳定性，广泛用于集成电路、光伏电池；
- 间接带隙材料在高功率器件中因热稳定性优异而受青睐。

与直接带隙半导体的对比

特性	间接跃迁半导体	直接跃迁半导体（如GaAs）
跃迁过程	需声子参与（Δk ≠ 0）	无需声子（Δk = 0）
发光效率	低（<1%）	高（>50%）
典型器件	太阳能电池、CPU	激光二极管、高效LED

物理模型与公式

间接跃迁的光吸收系数（α）满足：

alpha(hbaromega) propto frac{(hbaromega - E_g pm E_p)}{e^{hbaromega/kT} - 1}

其中$E_g$为带隙，$E_p$为声子能量，"±"对应吸收/发射声子过程。

来源参考：

Kittel, C. Introduction to Solid State Physics (Wiley, 第10版), 能带理论章节.
MIT OpenCourseWare, "Semiconductor Optoelectronics" (课程6.732).
Green, M. A. Solar Cells: Principles & Technology (UNSW, 1998).
Sze, S. M. Physics of Semiconductor Devices (Wiley, 第3版).
Yu, P. Y. Fundamentals of Semiconductors (Springer, 第4版), 光学性质章节.

网络扩展解释

以下是关于“间接跃迁半导体”的详细解释：

定义与基本原理

间接跃迁半导体是指其导带的最低能量点（导带底）和价带的最高能量点（价带顶）在动量空间（k空间）中位置不同的半导体。这种能带结构导致电子在跃迁时需同时吸收或发射声子（晶格振动的能量量子）以满足动量守恒。例如，硅（Si）和锗（Ge）是典型的间接带隙半导体。

特性与物理过程

跃迁机制：
电子从价带跃迁到导带时，不仅需要吸收光子能量，还需要与晶格振动（声子）相互作用以补偿动量差。这种过程称为间接跃迁，其发生概率远低于直接跃迁。
发光效率低：
由于需要声子参与，间接跃迁的复合发光效率较低，因此这类半导体通常不适用于发光二极管（LED）等光电器件。
光吸收特性：
间接带隙半导体的光吸收系数较小，需要更厚的材料才能完全吸收光能（如硅太阳能电池需数百微米厚度）。

应用与典型材料

主要应用：
虽然发光效率低，但间接带隙半导体在太阳能电池（硅基光伏材料）和集成电路（硅基芯片）中广泛应用，因其载流子寿命长、稳定性高。
常见材料：
硅（Si）、锗（Ge）等。相比之下，直接带隙半导体（如砷化镓GaAs）则更适用于激光器和光电探测器。

补充说明

直接跃迁与间接跃迁的吸收光谱差异显著：间接跃迁的吸收光子能量通常低于禁带宽度（需声子辅助），而直接跃迁吸收的光子能量严格等于禁带宽度。

如需进一步了解半导体的分类或应用场景，可参考相关文献或权威资料（如）。