Was ist der Hauptgrund dafür, dass Silizium als lichtemittierendes Material in Leuchtdioden kaum verwendet wird?

Lösung: C. Es ist ein indirekter Halbleiter; die strahlende Rekombination erfordert Phononen, daher ist die Lichtausbeute gering

Silizium ist ein indirekter Halbleiter: Das Minimum des Leitungsbands und das Maximum des Valenzbands liegen bei unterschiedlichen Kristallimpulsen. Damit ein Elektron und ein Loch unter Lichtemission rekombinieren, muss gleichzeitig ein Phonon beteiligt sein, das den Impulsunterschied ausgleicht; die Wahrscheinlichkeit strahlender Rekombination ist daher sehr gering, und meist erfolgt eine nichtstrahlende Rekombination über Defektniveaus, die Wärme erzeugt. Direkte Halbleiter wie GaAs und InGaN emittieren Licht effizient und werden für LEDs und Laser verwendet. Ein direkter Halbleiter zu sein ist für die Lichtemission also sogar günstig. Ca. 3,4 eV ist die Bandlücke von GaN, nicht von Silizium; die von Silizium beträgt ca. 1,12 eV, sodass emittiertes Licht im Infraroten bei einer Wellenlänge von ca. 1,1 µm liegt.