不同種類(lèi)的半導體材料具有不同的發(fā)光效率，因此會(huì )有不同的應用，例如：矽的發(fā)光效率很低，只能用來(lái)制作積體電路(IC)；砷化鎵的發(fā)光效率很高，可以用來(lái)制作高亮度的發(fā)光二極體(LED)，為什么同樣是半導體，同樣具有能隙，發(fā)光效率卻有那么大的差別呢？

 

直接能隙(Direct bandgap)

“直接能隙(Direct bandgap)”是指電子吸收了外加能量以后可以由價(jià)電帶跳躍到導電帶，而且電子可以“直接”由導電帶落回價(jià)電帶，因此能量可以完全以“光能”的型式釋放出來(lái)，所以發(fā)光效率很高，例如：砷化鎵(GaAs)的能帶結構就是屬于直接能隙。

 

間接能隙(Indirect bandgap)

“間接能隙(Indirect bandgap)”是指電子吸收了外加能量以后可以由價(jià)電帶跳躍到導電帶，但是電子只能“間接”由導電帶落回價(jià)電帶，所謂的“間接”可以想像成在能隙中有一個(gè)可以讓電子停留的位置，當電子由導電帶落回價(jià)電帶時(shí)，會(huì )先在這個(gè)位置上停留一下，將大部分的能量轉換為“熱能”以后，再落回價(jià)電帶，由于大部分的能量已經(jīng)轉換成熱能，根據能量守恒定律，這個(gè)電子所剩下的光能就很少了，因此最后能夠釋放出來(lái)的光能很少，所以發(fā)光效率很低，例如：矽(Si)的能帶結構就是屬于間接能隙。

 

值得注意的是，不論是直接能隙的半導體(砷化鎵晶圓)或間接能隙的半導體(矽晶圓)，電子吸收了外加能量以后由價(jià)電帶跳躍到導電帶的情形是相同的，因此這兩種半導體都可以用來(lái)制作“影像感測器(Sensor)”，例如：數位相機所使用的CCD或CMOS影像感測器，都是利用矽晶圓來(lái)做為“光偵測器(PD：Photo Detector)”，這個(gè)部分將在第三冊第9章多媒體與系統技術(shù)中詳細介紹。