直接帶隙半導體材料就是導帶最小值(導帶底)和價帶最大值在庀空間中同一位置。N270 SLB73電子要躍遷到導帶上產(chǎn)生導電的電子和空穴(形成半滿能帶)只需要吸收能量。直接帶隙半導體的重要性質(zhì):當價帶電子往導帶躍遷時,電子波矢不變,在能帶圖上是豎直地躍遷,這就意味著電子在躍遷過程中,動量可保持不變――滿足動量守恒定律。相反,如果導帶電子下落到價帶(即電子與空穴復合)時,也可以保持動量不變――直接復合,即電子與空穴只要一相遇就會發(fā)生復合(不需要聲子來接受或提供動量)。因此,直接帶隙半導體中載流子的壽命必將很短;同時,這種直接復合可以把能量幾乎全部以光的形式放出(因為沒有聲子參與,故也沒有把能量交給晶體原子)――發(fā)光效率高(這也就是為什么發(fā)光器件多半采用直接帶隙半導體來制作的根本原因)。

   直接帶隙半導體的例子:GaAs、InP半導體。相反,Si、Gc是間接帶隙半導體。間接帶隙半導體材料(如si、Gc)導帶最小值(導帶底)和滿帶最大值在佬空間中不同位置。形成半滿能帶不只需要吸收能量,還要改變動量。間接帶隙半導體材料導帶最小值(導帶底)和滿帶最大值在斤空間中不同位置。庀不同,動量就不同,從一個狀態(tài)到另一個必須改變動量。與之相對的直接帶隙半導體則是電子在躍遷至導帶時不需要改變動量。鍺和硅的價帶頂風都位于布里淵區(qū)中心,而導帶底幾則分別位于(1OO)方向的簡約布里淵區(qū)邊界上和布里淵區(qū)中心到布里淵區(qū)邊界的0.85倍處,即導帶底與價帶頂對應(yīng)的波矢不同。這種半導體稱為間接禁帶半導體。