电子的费米函数及其与温度依赖关系

电子的费米函数及其与温度的依赖关系。在零温度下，费米函数变成了一个具有f，当一个允许的带完全充满电子时，带中的电子不能传导任何电流，由于电子是费米子，它们不能在纤维填充带中携带任何净电流，因为电子只能进入空状态，由于这种效应，当我们有一种材料，其中一个带完全充满纤维，而下一个允许的带，在能量和空分离，材料原则上具有有限电阻率，是绝缘体或半导体。

在半导体中，通常在0k处充满电子的带称为价带，而上部未充满电子的带称为导带。金属中真空水平和最高占据电子态之间的能量差称为金属功函数。真空能级和导带底部之间的能量称为电子亲性。半导体在0K时的电导率为零，在有限温度下的电导率相当低，但通过掺杂或施加电势，可以使其发生数量级地改变电导率。这使得半导体对有源器件很有用。电子和空穴在半导体中，价带充满电子，在0k时导带为空。

1、为什么半导体发光器件常用直接间隙半导体材料制作

因为直接能隙半导体材料的辐射复合几率很大，而间接带隙半导体则否。因为直接能隙半导体材料中的电子、空穴复合时，没有动量的改变，则不需要第三者参与，故能量都可以发光的形式释放出来发光强度大。但是间接能隙半导体材料中的电子、空穴的复合，有动量的改变，则必须要有第三者（主要是声子）参与，故能量几乎不能以发光的形式释放出来发光强度非常低。

2、为什么直接带隙半导体的发射带为窄带

简单点说，从能带图谱可以看出，间接带隙半导体中的电子在跃迁时K值会发生变化，这意味着电子跃迁前后在K空间的位置不一样了，这样会极大的几率将能量释放给晶格，转化为声子，变成热能释放掉。而直接带隙中的电子跃迁前后只有能量变化，而无位置变化，于是便有更大的几率将能量以光子的形式释放出来。

3、直接带隙和间接带隙半导体,选择哪类半导体更能提高内量子效率呢

选直接带隙半导体。1、直接带隙半导体这种直接跃迁的特性使得直接带隙半导体对于光的吸收和发射具有更高的效率，被视为优良的光电转换材料，能够提高内量子效率。2、在间接带隙半导体中，由于电子和空穴之间的能量差异很大，因此容易受到非辐射复合等效应的影响，从而造成电子空穴对数目的减少，降低了内量子效率。

4、简述直接带隙半导体及间接带隙半导体材料的发光过程.两者有何不同

直接带隙半导体材料形成的pn结，在正偏压下注入电子空穴对提供能量，在Lp＋Ln的区域形成电子空穴对，then复合发射光子发光，，含有等电子陷阱的间接带隙半导体也可发光，复合时发射光子能量近似等于带隙，例如磷化镓参入大量N，引进等电子陷阱，形成一个杂质带，提供大量电子。