那么电子在吸收了光子后将由价带跃迁到导带，
而在
价带上留下一个空穴，
这种现象称为光吸收。
半导体材料吸收光子能量转换成电能是光电器
件的工作基础。光垂直入射到半导体表面时，进入到半导体内的光强遵照吸收定律：
0
1
x
x
I
I
r
e
式中，
x
I
表示距离表面
x
远处的光强；
0
I
为入射光强；
r
为材料表面的反射率；
为材料
吸收系数，与材料、入射光波长等因素有关。
1
本征吸收
半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，
在价带中留下空穴，
产生等量的电
子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。
要发生本征光吸收必须满足能量守恒定律，也就是被吸收光子的能量要大于禁带宽度
g
E
，即
g
h
E
，从而有：
0
0
1.24
g
g
g
E
h
hc
E
m
eV
E
其中
h
是普朗克常量，
ν
是光的频率．
c
是光速，
ν0
：材料的频率阈值，
λ0
：材料的波长阈
值，下表列出了常见半导体材料的波长阀值。
几种重要半导体材料的波长阈值
电子被光激发到导带而在价带中留下一个空穴，
这种状态是不稳定的，
由此产生的电子、
空穴称为非平衡载流子。
隔了一定时间后，
电子将会从导带跃迁回价带，
同时发射出一个光
子，光子的能量也由上式决定，
这种现象称为光发射。光发射现象有许多的应用，
如半导体
发光管、
半导体激光器都是利用光发射原理制成的，
只不过其中非平衡载流子不是由光激发
产生，
而是由电注入产生的。
发光管、
激光器发射光的波长主要由所用材料的禁带宽度决定，
如半导体红色发光管是由
GaP
晶体制成，而光纤通讯用的长波长（
1.5μm
）激光器则是由
Ga
x
In
1-x
As
或
Ga
x
In
1-x
As
y
P
1-y
合金制成的。
多数载流子和少数载流子决定了半导体材料的导电性质和电学特性。半导体材料中的载流子可以分为两种类型：多数载流子和少数载流子。多数载流子是指在半导体中数目占绝大多数的载流子，例如在N型半导体中为自由电子，在P型半导体中为空穴。而少数载流子则是指占少数的载流子，在N型半导体中为空穴，在P型半导体中为自由电子。
由于多数载流子在半导体中数目占绝大多数，因此其运动对半导体材料的导电性质和电学特性起主导作用。例如，在N型半导体中，自由电子的数量远大于空穴的数量，因此它具有良好的电导性质，且易于被掺杂成P型半导体。而在P型半导体中，空穴的数量远大于自由电子的数量，因此它具有良好的电导性质，且易于被掺杂成N型半导体。
少数载流子虽然数目较少，但在半导体器件的工作中也起着重要作用，例如在PN结中的空间电荷区域，少数载流子的扩散和漂移会导致PN结的电特性发生变化，影响整个器件的性能。因此，对于半导体器件的设计和优化，需要充分考虑多数载流子和少数载流子的作用和影响。
另外，多数载流子和少数载流子也影响着半导体材料的光学特性。在光电器件中，例如光电二极管和太阳能电池，光子在半导体中的能量可以被吸收并激发出少数载流子，这些少数载流子的移动和扩散可以产生电流或电压信号。因此，在光电器件的设计中，需要选择适合的半导体材料，以保证光子的能量可以被有效地吸收并产生足够的载流子。
此外，半导体材料中的多数载流子和少数载流子也对热学特性和机械特性等方面产生影响。因此，在半导体材料的研究和应用中，需要综合考虑多种载流子的作用和相互影响。
半导体材料的多数载流子和少数载流子还对半导体器件的速度、功耗、噪声、稳定性等性能参数产生影响。例如，在晶体管等高频器件中，多数载流子的迁移速度和响应速度对器件的工作速度和频率响应有重要影响。少数载流子的影响则主要体现在器件的噪声和稳定性方面，因为少数载流子的扩散和漂移可以引起器件的随机噪声，并对器件的工作温度和环境变化等因素产生敏感性。
在半导体器件的设计和优化中，需要通过控制多数载流子和少数载流子的浓度、迁移率和寿命等参数，以实现所需的电学、光学、热学和机械性能。例如，通过掺杂控制和结构设计，可以改变半导体材料中多数载流子和少数载流子的分布和性质，从而实现对半导体器件的性能调节和优化。此外，还可以利用半导体材料的表面和界面特性，通过修饰和功能化等方法，改变多数载流子和少数载流子的表面浓度和分布，实现对器件性能的调控和优化。
总之，多数载流子和少数载流子是半导体材料的重要组成部分，它们决定了半导体材料的电学、光学、热学和机械性能，对半导体器件的设计、制造和应用产生了深刻的影响。
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