ch3 캐리어 생성과 재결합

캐리어의 생성과 재결합에 대해 알아볼 것이다.

이번에는 E-K 에너지 밴드 다이어그램에 대해 배울 것이다.

아래 그림은 실리콘과 같은 반도체의 역격자공간이다.  r을 기준점으로 전자가 여러 방향으로 가게 된다.

위 그림에서 r에서 X까지의 다이어 그램 r에서 L까지 등등 양자역학을 통해 E-Kdiagram에 그리게 되면 오른쪽과 같다.

이 그림을 다시 L-X까지 잘라서 표현하면 오른쪽그림과 같게 된다.

.맨 오른쪽 그림에서 점근선이 가리키는 E를 Ec point , 0이 가리키는 Ev point이고 이 사이 값을 Eg라 한다. 

여기서 왼쪽그림은 실리콘이고 Ev와 Ec가 맞닿아 있지 않아 Ev상태에서 Eg보다 더 많은 에너지를 요구하여

올라갔다가 포논을 방출하여 Ec로 가는 비효율적인 구조이다.

즉 실리콘은 indirect band gap material이라고도 부른다.

오른쪽 그림은 GaAs의 역격자 구조에서 각 방향에 따른 에너지 구조를 그린것이다.

이 는 실리콘과 다르게 direct bandgap material이라고 부르며  Ev와 Ec가 맞닿아 있어 

주변에 빛와 에너지를 주었을때 에너지이동 없이 바로 Ec로 올라가게 된다. 

태양 광자나 에너지 대비는 GaAs가 효율이 더 좋다.

위 그림을 보면 Ev에는 전자가 많아 E가 음수쪽에 있고

중앙점에 캐리어로 인해 위로 또는 아래로 솟게된다. 

Ec는 정공이 많아 +쪽에 위치한다.

그리고 위 회로의 장점은 입자의 속도,무게또는 어떤 bandgap구조인지 알기 좋다.

Ec위의 전자의 속도를 구하고 싶다면 그 점에서 기울기를 구하면 된다. 

무게는 커브 정도를 보면 된다.

이번에는 광자 생성에 대해 배워보자

이 아래 그래프를 통해 이해해보자.

그래프위 위쪽은 eV이고 아래쪽은 um이다. eV = 1.24/람다 라고 배웠으므로 이를 보자