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sunjingxue木蟲 (著名寫手)
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[交流]
【求助】為什么Ge 可以做 Laser pen (發(fā)光材料)而Si不可以？（能帶理論解釋） 已有5人參與
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前段時(shí)間面試了個(gè)公司，問(wèn)了一道關(guān)于放光材料的題。我是學(xué)化學(xué)的，但是對(duì)這方面不是很了解，網(wǎng)上也沒(méi)怎么查明白，謝謝賜教。 為什么Ge 可以做 Laser pen (發(fā)光材料)而Si不可以？（能帶理論解釋） PS：本人學(xué)過(guò)些計(jì)算，能帶理論了解些。只是因?yàn)镚e的Eg比較小么？ 它倆都是間接能隙的是吧，和這個(gè)有關(guān)系么，還有之前也有個(gè)問(wèn)題是為什么硅不能用作發(fā)光材料。 先謝謝大家了！ [ Last edited by GrasaVampiro on 2010-7-1 at 10:34 ] |
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GrasaVampiro(金幣+3):thanks 2010-07-01 10:34:22
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禁帶寬度的大小實(shí)際上是反映了價(jià)電子被束縛強(qiáng)弱程度的一個(gè)物理量，也就是產(chǎn)生本征激發(fā)所需要的最小能量。Si的原子序數(shù)比Ge的小，則Si的價(jià)電子束縛得較緊，所以Si的禁帶寬度比Ge的要大一些。Ge、Si的禁帶寬度在室溫下分別為0.66eV、1.12 eV。通過(guò)1eV=1.602×10-19焦耳，E=hv=hc/波長(zhǎng)，其中h,c是常數(shù)，這樣可以算出Ge、Si半導(dǎo)體激發(fā)發(fā)射的光波長(zhǎng)分別為627nm和1059nm,顯然前者肉眼可見的紅光，后者肉眼沒(méi)法見到的紅外光。 Laser pen 指的是激光筆，就是用激光作為指示的一種工具�？梢灾甘镜拈L(zhǎng)度比較遠(yuǎn)，可以代替教鞭等指示工具，也可以在播放幻燈片ppt等使用，作為指示用。紅色的激光筆比較容易做，波長(zhǎng)大約為600多納米，有成熟的技術(shù)，還有成熟的半導(dǎo)體工藝材料。而綠色的激光波長(zhǎng)大約為530nm，目前這個(gè)波段的半導(dǎo)體激光技術(shù)不是很成熟，所以，綠色激光筆價(jià)格貴，功率低。 |
2樓2010-07-01 11:41:28
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6樓2011-07-11 13:06:24
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7樓2011-07-11 13:07:47
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謝謝，用1240除以能隙值得到的是吧。既然都對(duì)應(yīng)不可見光，那樓主的問(wèn)題怎么回答呢？還有個(gè)問(wèn)題不是很明白，為什么書上只考慮從價(jià)帶底躍遷到導(dǎo)帶頂，是因?yàn)檫@兩個(gè)狀態(tài)下的電子態(tài)密度大，出現(xiàn)的幾率大的緣故嗎？另外，間接能隙只考慮了離費(fèi)米能級(jí)最近的一條價(jià)帶和一條導(dǎo)帶，如果第二條導(dǎo)帶和第一條導(dǎo)帶之間是直接能隙關(guān)系，那么激發(fā)到第二條導(dǎo)帶的電子能否容易地躍遷到第一條導(dǎo)帶上呢？不知我描述的是否清楚，希望繼續(xù)交流  |
8樓2011-07-11 21:38:42
lulinsmann
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9樓2011-08-03 19:36:28
lulinsmann
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lz的問(wèn)題我也回答不了，試著回答你后面的兩個(gè)： “為什么書上只考慮從價(jià)帶底躍遷到導(dǎo)帶頂，是因?yàn)檫@兩個(gè)狀態(tài)下的電子態(tài)密度大，出現(xiàn)的幾率大的緣故嗎？” -----我認(rèn)為這是因?yàn)閮r(jià)帶頂?shù)綄?dǎo)帶底的躍遷所需能量是最低的，即電子躍遷理論上所需的最低能量就是帶隙值。 “另外，間接能隙只考慮了離費(fèi)米能級(jí)最近的一條價(jià)帶和一條導(dǎo)帶，如果第二條導(dǎo)帶和第一條導(dǎo)帶之間是直接能隙關(guān)系，那么激發(fā)到第二條導(dǎo)帶的電子能否容易地躍遷到第一條導(dǎo)帶上呢？” -----首先，能隙指的是價(jià)帶與導(dǎo)帶間的能量差，不是導(dǎo)帶能級(jí)之間。第二，確實(shí)有價(jià)帶到另外一條導(dǎo)帶能級(jí)的直接躍遷（比如Si，好像第三最低導(dǎo)帶底就是直接躍遷）。只要激發(fā)能量足夠高，是可以實(shí)現(xiàn)這種直接躍遷。第三，導(dǎo)帶能級(jí)之間電子移動(dòng)是弛豫過(guò)程，空穴在價(jià)帶上呆著呢，不存在躍遷過(guò)程。 |
10樓2011-08-03 19:44:20
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