Процесс превращения электрической энергии в световую называется электролюменесценцией

Основное свойство полупроводников состоит в наличии энергетической щели (запрещенной зоны)

Процесс превращения электрической энергии в световую называетсяэлектролюменесценцией. Излучение происходит во время рекомбинации электрона в зоне проводимости с дыркой в валентной зоне или электрона донора с дыркой акцептора. Полупроводники можно разделить на две группы, одна из которых связана с материалами с прямой запрещенной зоной, а другая – с материалами с непрямой запрещенной зоной. У материалов с прямой запрещенной зоной вероятность радиационного перехода обычно очень высока.

При тепловом равновесии зона проводимости обычно содержит только несколько занятых состояний, а валентная зона имеет только несколько незаполненных состояний. Следовательно, в этом случае излучательные переходы, возникающие вследствие спонтанного излучения, очень редки. Одним из наиболее эффективных способов создания электролюменесценции является пропускание тока через p-n переход путем приложения к нему прямого смещающего напряжения. Во время рекомбинации инжектированных электронов с дырками из этого перехода излучается свет. Эффективность и скорость рекомбинации очень различны в материале с прямыми и непрямыми переходами. Для полупроводников с прямыми переходами, таких как GaAs, InP, GaSb и др., излучательная межзонная рекомбинация имеет наибольшую вероятность, так как  этот процесс  вовлекает большинство прямых взаимодействий между электроном, дыркой и фотоном. Как показано на рисунке 1(b), граница зоны проводимости имеет минимум, который расположен над значением k , совпадающим с максимумом границы валентной зоны. В этом случае электроны и дырки имеют большой диапазон перекрытий значений k для того, чтобы удовлетворить требованию сохранения момента для осуществления процесса рекомбинации. Это требование обычно называют селективным правилом отбора k. В этих материалах излучение может также поглощаться за счет возбуждения электрона в валентной зоне и его перехода обратно в зону проводимости.

            Для материалов с непрямыми переходами, таких как Si, AlAs и GaP  излучение представляет собой многоступенчатый процесс, при котором рекомбинация электрона и дырки может произойти только при участии

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector