Optische Übergänge in Halbleitern

Zusammenfassung

Etwas weiter hinten im Text, im Abschnitt über die Diffusionsprozesse in Halbleitern (Kap. 10), hat man andauernd das Problem am Hals, dass Ladungsträgerpaare generiert werden oder diese rekombinieren. Sowohl die Generation als auch Rekombination von Ladungsträgern findet gerne auf optischem Wege statt, und deswegen müssen wir uns in diesem Kapitel ein wenig um optische Prozesse kümmern. Esoterisch ist das ganz und gar nicht, denn ohne optische Absorption gäbe es keine Solarzellen oder Photodetektoren und ohne optische Rekombination keine LEDs und natürlich auch keine Halbleiterlaser. Damit wäre unsere Welt ziemlich trostlos und finster, denn LED-Beleuchtung, Glasfaserkommunikation und das Internet gäbe es damit auch nicht.

Wie wir auch noch in diesem Kapitel sehen werden, verhalten sich direkte und indirekte Halbleiter bezüglich ihrer optischen Eigenschaften grundsätzlich anders. Direkte Halbleiter leuchten, indirekte Halbleiter eher nicht. Die Absorptionslängen in direkten Halbleitern sind kurz, dafür sind die Lebensdauern der optisch generierten Ladungsträger in indirekten Halbleitern hoch, was der Grund dafür ist, dass Siliziumsolarzellen heutzutage effizient und billig sind. All das ist weder gut noch schlecht, man muss einfach nur wissen, welches Material man für welchen Zweck verwenden will.