直接遷移・間接遷移とは、半導体の伝導帯の底と価電子帯の頂上の位置関係によって、電子がバンドの間を移るとき(光を出したり吸収したりするとき)の起こり方が2種類に分かれることを表す言葉です。伝導帯の底と価電子帯の頂上が、運動量(波数)の同じ位置にある半導体を直接遷移型、ずれた位置にある半導体を間接遷移型と呼びます。
直接遷移型では、電子は運動量を変えずに上下に移れるため、伝導帯の電子が価電子帯の正孔と再結合するとき、効率よく光を出します。GaAs、InP、GaN、InGaNなどがこの型で、LEDや半導体レーザーの材料になります。間接遷移型では、電子が移るときに運動量の差を格子振動(フォノン)とやり取りする必要があり、光を出す確率がはるかに小さくなります。シリコン、ゲルマニウム、SiCがこの型です。
シリコンが発光デバイスに向かないのは、この間接遷移の性質のためです。光を吸収する側でも違いがあり、直接遷移型はバンドギャップより少し大きいエネルギーの光を急に強く吸収するのに対し、間接遷移型は吸収が緩やかで、光を十分に吸収するには厚さが必要になります。シリコンの太陽電池が厚いウェハを使い、GaAsの太陽電池が薄い膜で済むのはこのためです。