گاف انرژی مستقیم و غیرمستقیم

نیمه رساناها به دو دستۀ کلی تقسیم می شوند؛ نیمه رسانای با کافِ نواریِ مستقیم (Direct Band Gap) و کافِ نواریِ نامستقیم (Indirect Band Gap). واژۀ «کاف» در زبان فارسی به معنی «شکاف» است، و به اشتباه «گاف» گفته می شود.
در نیمه رسانای با کاف مستقیم، بیشینۀ نوارِ ظرفیت (Valence Band) و کمینۀ نوارِ هدایت (Conduction Band) در تِکانۀ بلوری (Crystal Momentum) یکسانی رخ می دهند (شکل زیر را ببینید). درحالی که در نیمه رسانای با کاف نامستقیم تکانۀ بلوریِ (k) بیشینۀ نوار ظرفیت با تکانۀ بلوریِ کمینۀ نوار هدایت تفاوت دارد (شکل دوم را ببینید).
از جمله نیمه رساناهای با کاف نامستقیم، سیلیسیوم (Silicon) است. آرسِنید گالیُم (Gallium Arsenide)، مثالی از نیمه هادی با کاف مستقیم است.
در کاف نواری نامستقیم، وقتی الکترون از نوار هدایت به نوار ظرفیت منتقل می شود، دچار تغییر تکانه (اندازه حرکت) نیز می شود (k تغییر می کند) و به جای اینکه انرژی به صورت فوتون (Photon) منتشر شود عموماً به صورت فونون (Phonon) به کریستال برگشت داده می شود (به صورت گرما تلف می شود). فونون، کوانتای انرژی گرمایی است، مانند فوتون که کوانتای انرژی الکترومغناطیسی است.

نیمه رساناها به دو دسته کلی تقسیم می شوند، نیمه رساناهای با گاف مستقیم و گاف غیر مستقیم. در نیمه رسانای با گاف مستقیم، نقطه بیشینه نوار ظرفیت و نقطه کمینه نوار هدایت در عدد بلوری یکسانی رخ می دهد، اما در نیمه رسانای با گاف غیر مستقیم عدد بلوری (k) بیشنیه نوار هدایت با عدد بلوری کمینه نوار هدایت تفاوت دارد. از جمله اینگونه نیم رساناها می توان بلور سیلیکن (Si) را نام برد.آخرین تراز انرژی اشغال در گاف انرژی غیر مستقیم ، الکترون از نوار هدایت به نوار ظرفیت منتقل می شود، منتها ضمن انتقال دچار تغییر در اندازه حرکت می شود. چون K تغییر می کند و انرژی بجای انتشار فوتون عموماً بصورت گرما به شبکه داده می شود.