WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Было рассмотрено влияние обратного смещения на статистику носителей в активной области светодиодной структуры. С этой целью измерялась ФЛ светодиодной структуры с внешним смещением. При высоких температурах термически активированные носители разделяются полем p-n-перехода. Внешнее смещение искажает зонную диаграмму структуры и влияет на разделение носителей. На рис. 5 показана зависимость интегральной интенсивности ФЛ от приложенного внешнего смещения при разных температурах. Для комнатной температуры представлена более подробная зависимость.

Рис. 4. Изменение формы спектра фотолюминесценции (PL) На ней можно выделить три участка. Первый участок при плотностях накачки, достаточных для заполнения уровней соответствует экспоненциальному спаду интенсивности КТ. Плотность мощности накачки, Вт / см2: 1 — 75, 2 — 144, 3 — 275, 4 — 422, 5 — 1000. T = 300 K. при обратном смещении, который мы связываем с усилением разделяющего поля p-n-перехода. Второй участок ющей энергией E электронно-дырочного перехода и времени излучательной рекомбинации. Величина p(E) в относительных единицах может быть определена из спектров фототока [4,7]. При таком определении функции плотности состояний форма коротковолнового края ФЛ действительно близка к расчетной (рис. 3). Это подтверждает наличие статистического распределения носителей в данных структурах.

Для определения положения квазиуровней Ферми в активной области были проведены измерения спектров ФЛ в зависимости от плотности накачки. Как видно из рис. 4, при сравнительно малых плотностях накачки ( 144 Вт / см2) положение максимума при изменении плотности накачки почти не меняется. Мы полагаем, что этот случай соответствует положению квазиуровней Ферми ниже (для валентной зоны выше) уровней лока- Рис. 5. Влияние смещения на интенсивность фотолюминеслизации носителей в InGaN. При увеличении плотности ценции (PL) при разных температурах.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 496 Д.С. Сизов, В.С. Сизов, Е.Е. Заварин, В.В. Лундин, А.В. Фомин, А.Ф. Цацульников, Н.Н. Леденцов соответствует слабому увеличению интенсивности ФЛ переходам между уровнями КТ с наибольшей глубиной при положительном смещении менее 1.5 В. Мы полага- локализации. В то же время благодаря трехмерной ем, что при таких значениях смещение незначительно локализации носителей в КТ подавляется транспорт по искажает поле вблизи p-n-перехода и слабо сказы- направлению к дефектам в латеральном направлении, вается на разделении носителей. При положительных что обеспечивает относительную температурную стасмещениях больше 1.5 В наблюдается более сильное бильность приборов с активной областью на основе КТ.

увеличение интенсивности. Поведение ФЛ на последнем На наш взгляд, рассмотренные особенности поведения носителей в системе InGaN / GaN важно учитывать при участке может быть обусловлено инжекцией в активную моделировании процессов инжекции и рекомбинации в область неравновесных носителей, которые рождаются светодиодных структурах.

в p-области и в отсутствие положительного смещения не попадают в активную область из-за разделяющего поля p-n-перехода. Это предположение подтверждаетСписок литературы ся тем, что при рассматриваемой величине смещения наблюдается крайне слабая, но детектируемая электро[1] I.L. Krestnikov, N.N. Ledentsov, A. Hoffmann, D. Bimberg, люминесценция. Увеличение температуры приводит к A.V. Sakharov, W.V. Lundin, A.F. Tsatsul’nikov, A.S. Usikov, увеличению эффекта делокализации носителей, а сле- Zh.I. Alferov, Yu.G. Musikhin, D. Gerthsen. Phys. Rev. B, 66, 155 310 (2002).

довательно, к более сильному разделению носителей [2] S. Chichibu, T. Sota, K. Wada, S. Nakamura. J. Vac. Sci.

полем p-n-перехода. Несмотря на одинаковую энергию Technol. B, 16, 2204 (1998).

локализации носителей в структуре без p-n-перехода [3] T. Mukai, M. Yamada, S. Nakamura. Jpn. J. Appl. Phys., 38, и светодиодной структуре, температурная зависимость 3976 (1999).

интенсивности излучения в светодиодной структуре ока[4] K.L. Teo, J.S. Colton, P.Y. Yu, E.R. Weber, M.F. Li, W. Liu, зывается более резкой, что объясняется дополнительным K. Uchida, H. Tokunaga, N. Akutsu, K. Matsumoto. Appl.

каналом безызлучательных потерь вследствие разделеPhys. Lett., 73, 1697 (1998).

ния носителей полем p-n-перехода.

[5] H. Kudo, T. Tanbe, H. Ishibashi, R. Zheng, Y. Yamada, При отрицательном смещении температурная зави- T. Taguchi. J. Appl. Phys., 89, 5779 (2001).

[6] L.V. Asryan, R.A. Suris. Semicond. Sci. Technol., 11, симость оказывается еще более сильной (эквивалентно (1996).

тому, что при увеличении температуры разделение но[7] M.V. Maximov, D.S. Sizov, L.V. Asryan, I.N. Kajander, сителей более сильно зависит от обратного смещения).

A.G. Makarov, Yu.M. Shernyakov, A.E. Zhukov, A.R. Kovsh, Таким образом, можно предположить, что внешнее смеN.A. Maleev, V.M. Ustinov, N.N. Ledentsov, N.A. Cherkashin, щение обедняет (или аккумулирует) лишь статистически Zh.I. Alferov, D. Bimberg. Proc. 26th Int. Conf. Pysics of делокализованные носители, причем повышение темпеSemiconductors, 2002 (Edinburgh, 2002).

ратуры увеличивает их долю, приводя к более сильному [8] R.W. Martin, P.G. Middelton, K.P. O’Donnell, влиянию смещения на статистику носителей. Далее, W. Van der Stricht. Appl. Phys. Lett., 74, 263 (1999).

поскольку при одинаковой температуре концентрации [9] S.F. Chichibu, T. Azuhata, T. Sota, T. Mukai, S. Nakamura.

локализованных и делокализованных носителей взаимо- J. Appl. Phys., 88, 5153 (2000).

связаны, описанные эффекты влияют на интенсивность Редактор Л.В. Шаронова излучения. Если в данных процессах играют роль также туннельные эффекты, то они оказываются зависимыми Investigations of carrier statistics от температуры, т. е. нельзя говорить о непосредственin InGaN / GaN LEDs ном туннелировании частицы из p-области структуры на локализованный уровень КТ и наоброт.

D.S. Sizov, V.S. Sizov, E.E. Zavarin, V.V. Lundin, A.V. Fomin, A.F. Tsatsul’nikov, N.N. Ledentsov Ioffe Physicotechnical Institute, 4. Заключение Russian Academy of Sciences, Нами изучены электронные оптические свойства 194021 St. Petersburg, Russia структур с КТ InGaN / GaN в температурном диапазоне 300-600 K. Показано, что в исследованном диапазоне

Abstract

Carrier statistics in structures with multiple ultrathin температур скорость термической активации и релакса- InGaN insertions embedded in GaN matrix has been investigated.

ции носителей выше скорости рекомбинации, благодаря Optical data indicate formation of arrays of quantum dots in the чему распределение носителей на уровнях КТ близко к structures with inhomogenous broadening of electron spectra due фермиевскому.

to the quantum dot size dispersion. We show in this work that Благодаря статистическому распределению носителей although the carrier transport is suppressed, the carrier distribution неравновесные носители заселяют наиболее глубоко in the quantum dot states is quasi-statistical. This makes possible локализованные состояния КТ, в результате чего даже to describe the injection and recombination processes in structures при сильной неоднородности электронного спектра КТ under consideration in terms of quasi-Fermi levels both for наблюдается узкая линия излучения, соответствующая electrons and holes.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.