И полупроводници непряк-директно междина

В първия етап на различните преходи са възможни луминисцентни електрони зона - зона, зоната - нива на примеси и преходи между нивата на примеси. В interband преходи, има два основни случая, съответните преки и непреки преходи. Наличието на преки и непреки преходи се дължи на енергийна зависимост на електрон на своята скорост (както е показано на фиг. 2.15). електрон инерция RE е про-провеждане на неговата маса ми скорост

И полупроводници непряк-директно междина

И полупроводници непряк-директно междина

Фиг. 2.15. електрон енергийната зависимост на пулса на преките преходите на електроните

Фиг. 2.16. електрон енергийната зависимост на пулса за непряка преход на електрони

Директен преход - преход на електрон, без да променя темпото на електрона. Непряко преход е съпроводено с промяна в скорост на електрона, което се компенсира импулс се излъчва или абсорбира фотона.

Според закона за запазване на инерцията в емисията или поглъщане на фотон трябва да има равенство

където Re1 и RE2 - съответно началния и крайния импулси на електрона;

Kf - фотон инерция.

Тъй като скоростта на фотона е равна на скоростта на светлината, след Kf = MF S, MF където фотон маса, свързани с дължина на вълната от отношението De Broglie

После инерцията фотон

където EG - Bandgap.

За EG "1 ЕГ имат Kf <<РЭ2 . т. е. импульс электрона можно считать неизменным при прямом переходе (РЭ1 » РЭ2 ), что соответ-ствует переходу по вертикали между максимумом валентной зоны ЕВ и минимумом зоны проводимости ЕG (в соответствии с рис. 2.15).

Също така можете да се появят електронни преходи от валентната зона на проводимата зона с промяна на електрон (RE1 RE2 ¹) - непреки преходи. В процеса на абсорбция на енергия освен фотон и електрон трябва да участват трета частиците, които вземат участие на импулса (в съответствие с фиг. 2.16). Закон за запазване на импулса им в непреки преходи има формата

където к - частици трети импулсни (например, фононни).

Основни материали на полупроводникови излъчватели (GaAs и трикомпонентни съединение на базата на това - GaAlAs и GaAsP) са полупроводници директно междина, т.е. такива, които разрешени директно оптични преходи зона - .. пространство. Всяка такса носител рекомбинация в този преход е придружено от емисиите на фотон, чиято дължина на вълната, се определя от отношението

където L - в микрометра; EG - в електрон волта.

По този начин, опазването на инерция (тя също така е необходим за всеки електронен преход, както е наблюдавано-denie спестяване на енергия закон) за директни преходи не изисква участие на третата рекомбинацията (с изключение на електрона и дупката) частици. Следователно, вероятността за директни оптични преходи високи и полупроводници директно недостига са ефективни процентно луминисцентни материали.

В косвени полупроводници (например, галий фосфид GAP) изместен минимална проводимост на оста на импулс. Излъчвателен дупки рекомбинация е само на определен сектор, който се предава и излишък импулс съответно на енергия. дължина на вълната на емисиите в непреки преходи полу-chaetsya повече. Независимо от радиационното рекомбинация може ефикасно да преминете през подходящи примеси центрове на два етапа настъпи първо носител на един знак за локализация примес център, а след това превозвач рекомбинация с безплатен носител противоположен знак. Като такива радиационните центрове рекомбинация в галий фосфид, например, се подава комплекси донор - акцептор (Zn + - 0 -), или неутрален капан (N атом вместо F атом в D-решетка GAP).

Трябва да се отбележи, че самостоятелно усвояване на лъчението е в полупроводници директно разликата е много по-силен, отколкото в непряка.

Освен двоични (двукомпонентни) съединения са широко използвани и твърди разтвори -. По принцип трикомпонентни съединения като GaAlAs, GaAsP, InGaP и др структурата на формули трикомпонентни съединения показват атоми, която елементи schayut-заместени в кристалната решетка с друг. Ширината на забранената групата и структурата на енергия лента на твърди разтвори зависи от съотношението на компонентите в разтвора.

Таблица 2.3 показва материалите, използвани за gotovleniya на полупроводникови излъчватели; Той се прилага като ширината на забранената зона EZ за всеки материал.

Таблица 2.3 - Допълнителни материали за оптоелектронни елемент база

Модерни радиатори се използват главно директни реферали. Избор на ширината на забранената зона EZ определя работна дължина на вълните емитер в обхвата на оптичната дължина на вълната.

От израза (2.75) имаме

Следователно, за работа в видима светлина диапазон (0.38 микрона ¸ Необходими са 0.78 микрона) полупроводници с празнина лента (1.5 ¸ 3.0) ЕГ. Това изискване веднага IC включва използването на германий и силиций и други полупроводници, които са добре развити технологии и прави преход към материалите от тип А III V. В техните твърдо състезания създава и сътр.

В полупроводници, генерирането на оптични лъчения, предоставени от първия обикновено в силата на електролуминесценция. Когато електролуминисценция консумирана енергия СЗО-възбуждане на електрически в средата. Има два вида elektrolyumines-ресцен-:

· Инжектиране, което се случва в р-п - ​​преход се намира при напрежение десния Xia;

· Predprobojnoj който се развива в силни области близки до тези, при които е налице електрически разбивка на р-М - преход.

Най-широко използвани в електронни емитери намерено инжектиране trolyuminestsentsiya.