不同种类的半导体材料具有不同的发光效率，因此会有不同的应用，例如：矽的发光效率很低，只能用来制作积体电路(IC)；砷化镓的发光效率很高，可以用来制作高亮度的发光二极体(LED)，为什么同样是半导体，同样具有能隙，发光效率却有那么大的差别呢？

 

直接能隙(Direct bandgap)

“直接能隙(Direct bandgap)”是指电子吸收了外加能量以后可以由价电带跳跃到导电带，而且电子可以“直接”由导电带落回价电带，因此能量可以完全以“光能”的型式释放出来，所以发光效率很高，例如：砷化镓(GaAs)的能带结构就是属于直接能隙。

 

间接能隙(Indirect bandgap)

“间接能隙(Indirect bandgap)”是指电子吸收了外加能量以后可以由价电带跳跃到导电带，但是电子只能“间接”由导电带落回价电带，所谓的“间接”可以想像成在能隙中有一个可以让电子停留的位置，当电子由导电带落回价电带时，会先在这个位置上停留一下，将大部分的能量转换为“热能”以后，再落回价电带，由于大部分的能量已经转换成热能，根据能量守恒定律，这个电子所剩下的光能就很少了，因此最后能够释放出来的光能很少，所以发光效率很低，例如：矽(Si)的能带结构就是属于间接能隙。

 

值得注意的是，不论是直接能隙的半导体(砷化镓晶圆)或间接能隙的半导体(矽晶圆)，电子吸收了外加能量以后由价电带跳跃到导电带的情形是相同的，因此这两种半导体都可以用来制作“影像感测器(Sensor)”，例如：数位相机所使用的CCD或CMOS影像感测器，都是利用矽晶圆来做为“光侦测器(PD：Photo Detector)”，这个部分将在第三册第9章多媒体与系统技术中详细介绍。