間接能隙半導體英文解釋翻譯、間接能隙半導體的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 indirect gap semiconductor

分詞翻譯：

間接的英語翻譯：

【法】 remoteness

能隙的英語翻譯：

【化】 energy gap

半導體的英語翻譯：

semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor

專業解析

間接能隙半導體（Indirect Bandgap Semiconductor）是指其導帶最小值（CBM）與價帶最大值（VBM）在波矢空間（k空間）中處于不同位置的半導體材料。這種能帶結構導緻電子從價帶躍遷至導帶時，不僅需要吸收或釋放能量（光子），還需同時改變動量（聲子參與），以滿足能量和動量守恒定律。其核心特征包括：

一、核心物理特性

動量不匹配（Momentum Mismatch）
導帶底（CBM）與價帶頂（VBM）在k空間中位置不同（如矽的CBM在方向，VBM在Γ點），電子躍遷需借助聲子輔助以實現動量守恒。
躍遷概率低
因需同時吸收/發射光子和聲子，間接躍遷的概率遠低于直接躍遷，導緻光吸收系數低、發光效率弱。
帶隙能量公式
電子躍遷能量關系為：

$$ Eg = E{text{光子}} pm E_{text{聲子}} $$

其中"±"對應聲子吸收或發射過程。

二、典型材料與應用

常見材料
- 矽（Si）、鍺（Ge）、磷化镓（GaP）等。
- 矽的帶隙為1.12 eV（300K），是集成電路的基石材料。
應用場景
- 光伏器件：矽基太陽能電池依賴間接帶隙，需厚吸收層補償低光吸收率。
- 電子器件：高載流子遷移率適合邏輯芯片，但光電轉換效率受限。

三、與直接能隙半導體的對比

特性	間接能隙（如Si）	直接能隙（如GaAs）
發光效率	極低（≈10^{-5}）	高（≈1）
光吸收系數	低（需μm級厚度）	高（nm級厚度即可）
主導應用	微電子、光伏	激光器、LED、光探測器

四、中英術語對照

間接能隙：Indirect Bandgap
導帶最小值：Conduction Band Minimum (CBM)
價帶最大值：Valence Band Maximum (VBM)
聲子：Phonon（晶格振動量子）
波矢空間：k-space

參考文獻

（注：鍊接指向權威教材及機構公開資源，确保原則）

網絡擴展解釋

間接能隙半導體是指導帶底部（導帶最小值）與價帶頂部（滿帶最大值）在動量空間（k空間）中位置不同的半導體材料。其核心特征在于電子躍遷時不僅需要能量變化，還需改變動量，這一特性顯著影響其光電性能。

關鍵特性與機制：

能帶結構特點
電子從價帶躍遷到導帶時，由于導帶底和價帶頂的k值不同（如矽的導帶底位于<100>方向，價帶頂位于k=0處），需通過吸收或發射聲子（晶格振動）來補償動量差異。
發光效率低
因躍遷過程涉及聲子參與，概率較低，導緻間接能隙半導體（如矽、鍺）的發光效率遠低于直接能隙材料（如砷化镓），因此不適用于發光二極管（LED）或激光器件。
應用領域
盡管光電轉換效率受限，但矽基間接能隙半導體憑借成熟的制造工藝和穩定性，仍是集成電路、太陽能電池等領域的主流材料。

典型材料示例：

矽（Si）：最常見的間接能隙半導體，占全球半導體市場的90%以上。
鍺（Ge）：早期半導體器件的主要材料，現多用于特定高頻應用。

補充說明：

間接能隙半導體的帶隙值通常受溫度、摻雜等因素影響，但這一特性與能隙類型的定義無直接關聯（中關于外部應力引起能隙變化的描述存在争議，主流理論更強調能帶結構的本征特性）。