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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 理论物理&天文 » 【求助】请问为什么GaAs掺杂Al会从直接带隙变为间接
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a5027580

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】请问为什么GaAs掺杂Al会从直接带隙变为间接已有7人参与

遇到一理论方面的问题：为什么AlxGa1-xAs随着x的增加，会从直接带隙变为间接带隙？请大虾们帮解释下，谢谢！急。急。急。。。。。。。。。。。
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1楼2010-05-22 22:08:10
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bird168

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★
a5027580(金币+1): 2010-05-26 22:47:12
小木虫:)(金币+2):3q 2010-05-28 13:13:17
简单理解一下，GaAs是直接带隙，AlAs是间接带隙，当x逐渐增加（Al的含量增大），GaAsAl合金由类GaAs变成类AlAs，所以会从直接带隙变为间接。
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2楼2010-05-22 22:45:24
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icebird333

木虫 (正式写手)
★
a5027580(金币+1): 2010-05-26 22:47:15
小木虫:)(金币+1):3q 2010-05-28 13:13:24
一般Al组分超过0.45了，AlGaAs就会变为间接带隙
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3楼2010-05-23 09:01:41
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zjciomp7973

金虫 (正式写手)
★ ★ ★
a5027580(金币+2): 2010-05-23 11:03:10
小木虫:)(金币+3):3q 2010-05-28 13:12:53
楼主没学过固体物理吗？
带隙就是E-K图中导带价带和导带距离最小处的差值gap
Al组分小于约0.45时 能量差最小处位于同一动量K处 故为直接带隙
Al组分大于约0.45时 能量差最小处不位于同一动量K处 故为间接带隙
另外，由于间接带隙的跃迁既要满足能量守恒也要满足动量守恒 而直接带隙只需能量守恒，故间接带隙跃迁的几率比直接带隙小很多
个人理解 但愿有助于楼主。
附图


[ Last edited by zjciomp7973 on 2010-5-23 at 09:58 ]
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高功率半导体激光器
4楼2010-05-23 09:51:00
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元小雪

木虫 (职业作家)
a5027580(金币+1): 2010-05-26 22:47:20
直接去看看固体物理吧
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无聊的博士
5楼2010-05-23 10:07:17
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a5027580

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by bird168 at 2010-05-22 22:45:24:
简单理解一下，GaAs是直接带隙，AlAs是间接带隙，当x逐渐增加（Al的含量增大），GaAsAl合金由类GaAs变成类AlAs，所以会从直接带隙变为间接。

你好像没回答问为什么吧？AlAs是间接带隙，我想知道的是理论方面如何解释从直接带隙变为间接带隙？
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6楼2010-05-23 11:11:32
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zjciomp7973

金虫 (正式写手)

直接带隙和间接带隙只是称谓而已

引用回帖:
Originally posted by a5027580 at 2010-05-23 11:11:32:

你好像没回答问为什么吧？AlAs是间接带隙，我想知道的是理论方面如何解释从直接带隙变为间接带隙？

楼主同学，所谓直接带隙和间接带隙就是按照价带最高点和导带最低点是否在同一K点来区分和定义的。 材料的能带结构是元素和晶体结构决定的，要问理论方面真的没有什么好深究的吧。
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高功率半导体激光器
7楼2010-05-23 12:31:31
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zjciomp7973

金虫 (正式写手)
a5027580(金币+1): 2010-05-26 22:47:33
莫非你是想问：AlGaAs三种元素构成的晶体，其能带结构是如何形成的？
这个确实很深，固体能带理论只是描述固体电子结构的方法之一，直接带隙间接带隙也只是固体理论引入的概念而已。
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高功率半导体激光器
8楼2010-05-23 12:45:48
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sunlie

金虫 (小有名气)
a5027580(金币+1): 2010-05-26 22:47:35
长知识了
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9楼2010-05-23 17:03:07
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纳米材料753

木虫之王 (文学泰斗)

光岳之巅
a5027580(金币+1): 2010-05-26 22:47:37
GaAs是直接带隙，但是AlAS是间接带隙，Al掺入GaAs是形成合金相，此时三元结构材料的带隙是由此材料导带能量最低点和价带能量最高点决定的，如果掺入的Al少，则此时GaAs占主导地位，能量最低点和最高点，都在K=O点（伽马点），此时为直接带，如果掺入的Al增加，当AlAS为主导地位时，为间接带，此时能量最低点和最高点不再K相等的位置。

[ Last edited by 纳米材料753 on 2010-5-24 at 08:43 ]
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进取……永无止境！
10楼2010-05-24 08:24:00
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