シリコンが発光ダイオードの発光材料としてほとんど使われない主な理由はどれか。

正解：C. 間接遷移型の半導体で、発光再結合にフォノンの関与が必要なため、発光の効率が低いから

シリコンは間接遷移型の半導体で、伝導帯の底と価電子帯の頂上が異なる結晶運動量の位置にあります。電子と正孔が光を出して再結合するには運動量の差を補うフォノンの同時の関与が必要なので、発光再結合の確率が非常に低く、多くは欠陥準位を介した非発光再結合で熱になります。GaAsやInGaNのような直接遷移型では効率よく発光するので、LEDやレーザーに使われます。直接遷移型であることはむしろ発光に有利な性質です。約3.4 eVはシリコンではなくGaNのバンドギャップで、シリコンは約1.12 eVなので、発光しても波長約1.1 µmの赤外光になります。