En los semiconductores, el diagrama energía-momento proporciona una descripción detallada de las transiciones electrónicas y el comportamiento de las bandas de energía. En el caso del silicio y el GaAs, representados en función del momento del cristal, se pueden observar las diferencias entre bandgaps directos e indirectos.

• Para el silicio, un material con una estructura tipo diamante, el mínimo de la banda de conducción ocurre en   , lo que lo clasifica como un semiconductor de bandgap indirecto. Esto implica que los electrones deben involucrar un cambio de momento durante las transiciones entre bandas, lo que reduce la probabilidad de recombinación radiativa.

• Por otro lado, para materiales como el GaAs, cuya estructura tipo zincblenda tiene un mínimo de banda de conducción en  , el bandgap es directo, permitiendo transiciones electrónicas más eficientes y útiles para dispositivos optoelectrónicos como láseres y LEDs.

Indirect Semiconductor (Si)

En semiconductores indirectos, como el silicio, el máximo de la banda de valencia está en , pero el mínimo de la banda de conducción está en . Las transiciones requieren un cambio de momento del cristal, reduciendo la eficiencia óptica. Sin embargo, su mayor masa efectiva () lo hace excelente para aplicaciones electrónicas como transistores.

Direct Semiconductor (GaAs)

En semiconductores directos, como GaAs, el máximo de la banda de valencia y el mínimo de la banda de conducción ocurren en el mismo momento (). Esto permite transiciones electrónicas sin cambio de momento, lo que los hace ideales para dispositivos optoelectrónicos como LEDs y láseres. Su masa efectiva baja () contribuye a una alta movilidad y eficiencia óptica.