Cuantización de las vibraciones de redConcepto de fonón.Las vibraciones de red están cuantizadas.

Evidencia experimental.

1.Dispersión inelástica de Rayos X y Electrones. El cambio de la energía esta cuantizada.

2.Absorción de un foton de IR por el cristal.

3. Se puede explicar que el cuando la si las oscilaciones están cuantizadas.

4. efecto fotoeléctrico (por aplicación de campo eléctrico)

0C 0T

“Scattering ” de luz inelástica

Datos de “scattering” Raman

“Scattering” Raman de fonones TO y LO en semiconductores III-V usando un laser de Nd:YAG

Procesos de tres fonones causados por efectos de inarmonicidad

Fonones TO pueden decaer en dos fonones acusticos. Tiempo de vida promedia

Gap directo semiconductoresEl tope de la banda de valencia y la base de la banda de conduccion ocurre para el mismo valor de k.

k GaAs

Banda Conduccion

Banda Valencia

EnergyGap

Gap indirecto semiconductoresEl tope de la banda de valencia y la base de la banda de conduccion ocurre para diferente valor de k. (Ge)

Gap indirecto 0.8eV

Gap directo

k =0, 0.66eV

Absorción Optica Directa

h =Eg

Energy

k

Valence Band

Conduction Band

ancho de la banda prohibida es 0.23eV

El espectro de absorción de un semidonductor de gap directo decae para un valor de energía del fotón igual al ancho de la banda prohibida

El fotón crea un par “electrón-hueco”

InSb, 4K

InSb, 4K

Absorción Optica Indirecta

hphoton ~Eg

Energy

k

kphonon

Conduction Band

Valence Band

0.66

0.73

0.80

0.88

T = 300KEg (gap indirecto) = 0.66 eV y Eg (gap directo) = 0.8 eV

T = 77K Eg (gap indirecto) = 0.73 eV y Eg(gap directo) = 0.88 eV