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Absorption von Licht in Halbleitern - Band-Band-Übergänge
 
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spiegelbirke



Anmeldungsdatum: 10.06.2019
Beiträge: 17

Beitrag spiegelbirke Verfasst am: 09. Feb 2021 21:27    Titel: Absorption von Licht in Halbleitern - Band-Band-Übergänge Antworten mit Zitat

Guten Tag,

kann mir jemand den Band Band Übergang in Halbleitern erklären?

Überschreitet die Photonenenergie des eingestrahlten Lichts die Breite der Bandlücke, dann werden gebundene Valenzelektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gehoben. Im Valenzband bleibt ein Loch zurück. Ladungsträger entstehen also paarweise als Elektron-Loch-Paare, wenn die eingestrahlten Photonen die Grenzwellenlänge λG unterschreiten.


Das steht so bei uns im Skript. Also ich verstehe es nur halb irgendwie. Energie wird eingestrahlt, Valenzelektronen werden vom Valenzband ins Leitungsband gehoben. Das ist doch schonmal der ganz normale Effekt, bei eingestrahlter Energie oder nicht?

Wenn Valenzelektronen ein neues Energieniveau bekommen, wieso bilden sich dann Elektronen/ Loch Paare? Es ist doch so, wie im Folgesatz geschrieben wird, 1 Elektron "springt" hoch, ein Loch bleibt übrig. Ich checke es leider nicht wo der Unterschied ist.

Dazu verstehe ich nicht so ganz, warum es NUR so ist, wenn die Grenzwellenlänge unterschritten wird.. mh.. müsste das nicht andersrum sein?

Vielleicht kann mir ja jemand den Prozess mit einfachen Worten erklären smile

Ich finde online leider wenig Quellen dazu.

Besten DANK!!
MFg
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2435

Beitrag ML Verfasst am: 09. Feb 2021 21:53    Titel: Re: Absorption von Licht in Halbleitern - Band-Band-Übergäng Antworten mit Zitat

Hallo,

Zitat:

Das steht so bei uns im Skript. Also ich verstehe es nur halb irgendwie. Energie wird eingestrahlt, Valenzelektronen werden vom Valenzband ins Leitungsband gehoben. Das ist doch schonmal der ganz normale Effekt, bei eingestrahlter Energie oder nicht?

Ja.

Zitat:

Wenn Valenzelektronen ein neues Energieniveau bekommen, wieso bilden sich dann Elektronen/ Loch Paare?

Mithilfe der Energie werden das Elektron und das Loch voneinander getrennt. Das Elektron ist danach frei und kann zur Leitung beitragen, das Loch ebenso. Man nennt die entstehenden zwei freien Ladungen ein "Elektron-Loch-Paar", da ein Elektron und ein Loch beteiligt sind und die Anzahl der beteiligten Objekte gleich zwei ist (Paar).

Das Valenzelektron ist nach der Elektron-Loch-Paar-Bildung allerdings kein Valenzelektron mehr, sondern ein Leitungselektron.


Zitat:

Es ist doch so, wie im Folgesatz geschrieben wird, 1 Elektron "springt" hoch, ein Loch bleibt übrig. Ich checke es leider nicht wo der Unterschied ist.

Der Unterschied zu was?

Zitat:

Dazu verstehe ich nicht so ganz, warum es NUR so ist, wenn die Grenzwellenlänge unterschritten wird.. mh.. müsste das nicht andersrum sein?

Du brauchst ein Mindestmaß an Energie. Ist die Energie zu gering, kann das Elektron sie nicht aufnehmen, da es in diesem Fall nach der Aufnahme kein erlaubtes Energieniveau annehmen würde.

Aus kannst Du schlussfolgern, dass die Wellenlänge immer dann klein ist, wenn die Frequenz groß ist.
Damit ist auch die Energie eines Photons groß, wenn die Wellenlänge klein ist.

Zitat:

Ich finde online leider wenig Quellen dazu.

Ich weiß ja nicht, was für Dich wenig ist smile


Viele Grüße
Michael
spiegelbirke



Anmeldungsdatum: 10.06.2019
Beiträge: 17

Beitrag spiegelbirke Verfasst am: 09. Feb 2021 22:43    Titel: Halbleiter Antworten mit Zitat

Wow, super nett! Danke für die schnelle Antwort!

Wurde sofort mehr klar. Also ich meinte den Unterschied der einzelnen Elektronen und Löcher zu den Elektronen/Lochpaaren, aber das ist natürlich das gleiche wenn mit einem Paar, die auf unterschiedlichen Niveaus gemeint ist.

Besten Dank!!!
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