WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

min механизмы рекомбинации (линейный, квадратичный) и При возбуждении со стороны Eg характер запоглощения ФЛ (одно-, двухфотонный), причем их комвисимости I-(J) указывает на линейную рекомбинабинация и роль в каждом из участков могут изменяться цию в нелегированных слоях с E > 200 В/см во с изменением J. Поскольку I+ является суперпозицией всем интервале изменения J. В нелегированных слоях интенсивностей I+ от различных по составу участков, с E < 200 В/см линейная рекомбинация при низких и характеризующихся различным сочетанием механизмов средних уровнях возбуждения сменяется квадратичной рекомбинации ННЗ и поглощения ФЛ, то зависимость при J > 1021 квант/см2с вследствие увеличения диффуI+(J) имеет переменную степень сверхлинейности и зионной длины ННЗ, а, следовательно, времени жизни „сверхквадратичности“ m при разных значениях J.

ННЗ с уменьшением Eg [13]. Низкие значения ex укаУвеличение показателя степени m в направлении зывают на большие безызлучательные потери, главным дрейфа ННЗ связано, очевидно, с увеличением коэффиобразом, на освещаемой поверхности и на отсутствие циента двухфотонного поглощения K(2), описываемого переизлучения при торможении ННЗ полем E.

для разрешенных переходов выражением [10] Рассмотрим особенности зависимости интенсивности примесной ФЛ Iim от уровня возбуждения. В легированK(2)(h) =a1[h(1 + 2) - Eg]1/2, (3) ных слоях наличие полосы примесной ФЛ обусловлено переходами с участием центров TeAsVGa, создающих где a1 — коэффициент, зависящий от ориентации векглубокий уровень в нижней части запрещенной зоторов поляризации фотонов h1 и h2, — плотность ны [14]. Известно [15], что в однородном полупроводпотока первичной ФЛ. Из соотношения (3) видно, что нике n-типа интенсивность излучательных переходов на при одних и тех же значениях h1, h2 и = const такой уровень при малых значениях J, обеспечивающих значение K(2) возрастает при уменьшении Eg.

выполнение условия n < n0, равна Зависимость параметра mmax от величины встроенного поля E обусловлена, очевидно, следующими причинами.

Iim inCnn0 p, (5) Увеличение поля при E < 200 В/см приводит, с одной стороны, к увеличению коэффициента однофотонного где in — внутренний квантовый выход излучения в ценпоглощения ФЛ K(1), описываемого выражением [12] трах, Cn — коэффициент захвата электронов центром, p — концентрация неравновесных дырок ( p = n).

K(1)(z ) =A[h1(z ) - Eg(z ) +Eg(z - z )]1/2, (4) 1 2 Когда p < Nr (Nr — концентрация центров), Iim линейно возрастает с уровнем возбуждения при условии, где z > z > z — координаты в направлении 2 что p J. C увеличением J, когда p > Nr, но уменьшения Eg; h(z ) — энергия фотона, излученного n < n0, происходит заполнение всех центров дырками в координате z ; Eg(z ) — ширина запрещенной зоны 1 и наступает или насыщение (при in = const), или субmax в координате z (Eg(0) = Eg > h(z ) > Eg(z )).

2 1 линейное возрастание (при увеличении in с ростом J) С другой стороны, увеличение E приводит к расширевеличины Iim, сопровождаемое линейным увеличением нию области излучательной рекомбинации (в результате интенсивности краевой ФЛ. В этом случае Iim может увеличения скорости дрейфа и эффективной длины смебыть представлена в виде щения ННЗ l+) в узкозонные участки слоя, в которых возрастает роль двухфотонного поглощения. Оба эти Iim inCnn0Nr. (6) фактора увеличивают вклад переизлучения в генерацию ННЗ, что и приводит к возрастанию mmax с увеличением При высоких уровнях возбуждения ( n > n0, n = поля E в указанном диапазоне его изменения.

= p > Nr ) интенсивность примесной полосы ФЛ Iim, При E > 200 В/см величина l+ cтановится сравнимой описываемaя выражением с толщиной исследуемых слоев или превышает ее.

В этом случае с увеличением E все большая часть Iim inCnNr n, (7) = генерированных внешним возбуждением у широкозонной поверхности ННЗ достигает тыльной узкозонной возрастает с увеличением J. Зависимость Iim(J) при этом поверхности, где рекомбинирует безызлучательно, о чем определяется главным образом характером изменения свидетельствует переход сверхлинейных и сверхквад- n с ростом уровня возбуждения, при квадратичной заратичных зависимостей I+(J) и I+(J) в сублинейные висимости интенсивности краевого излучения от J [15].

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. 518 В.Ф. Ковaленко, А.Ю. Миронченко, С.В. Шутов В исследованных легированных твердых растворах Non-linear photoluminescence of graded min при возбуждении со стороны Eg реализуется характер band-gap AlxGa1-xAs solid solutions зависимости Iim(J), описываемой выражениями (5) и V.F. Kovalenko, A.Yu. Mironchenko, S.V. Shutov max (6), а при возбуждении со стороны Eg — выражением (7). Действительно, в последнем случае сверхлиInstitute of Semiconductor Physics, нейное увеличение интенсивности краевого излучения National Academy of Sciences of Ukraine, I+ с ростом J, при сублинейном увеличении I+, 73008 Kherson, Ukraine im свидетельствует о выполнении условия n > n0 при J < 1020 квант/см2с. Сверхлинейный рост I im+ при

Abstract

The dependence of the photoluminescence (PL) inJ > 1020 квант/см2c связан со сверхлинейным увели- tensity of undoped and doped graded band-gap Alx Ga1-x As (x 0.36) solid solutions on the excitation level J чением концентрации ННЗ n за счет двухфотонного (1 · 1019 J 1 · 1022 cm-2s-1) for different values of built-in поглощения краевой ФЛ, о чем свидетельствует сверхquasi-electrical field E = e-1Eg (85 E 700 V/cm) has been квадратичная зависимость I+(J). Cмещение области приstudied. It is found that the dependence I(J) of the near-band-edge месной ФЛ в узкозонную область и локализация ее PL at an accelerating action of the field E has a complex character.

у тыльной поверхности при высоких уровнях возбуThe non-linearity of I(J) dependence is explained by contribution ждения, причина которых рассмотрена в [7], приводят of the two-photon absorption of the radiating recombination in к существенным безызлучательным потерям на этой the process of its remission. The optimum range of E values поверхности. Это обусловливает сублинейную зависи- (120 E 200 V/cm) providing the greatest contribution of the two-photon absorption PL is deternined.

мость I+ (J) при J 1021 квант/см2с аналогично тому, im как это имеет место для зависимости краевой ФЛ I+(J).

Список литературы [1] Г.П. Пека, В.Ф. Коваленко, А.Н. Смоляр. Варизонные полупроводники (Киев, Вища шк. 1989).

[2] Г.В. Царенков. ФТП, 13 (6) 1095 (1979).

[3] R.I. Roedel,V.G. Keramidas. Photon recycling in Ga1-x AlxAs:

Si graded band gap LED’s. J. Appl. Phys., 50 (10), (1979).

[4] А.С. Волков, А.Л. Липко. ФТП, 16 (3), 412 (1982).

[5] А.С. Волков, А.Л. Липко, С.А. Никишин, Б.В. Царенков, Г.В. Царенков. Письма ЖТФ, 5 (7), 655 (1979).

[6] А.И. Базык, В.Ф. Коваленко, А.Ю. Миронченко, С.В. Шутов. ФТП, 35 (1), 53 (2001).

[7] В.Ф. Коваленко, А.Ю. Миронченко, С.В. Шутов. ФТП, 36 (2), 192 (2002).

[8] А.И. Базык, В.Ф. Коваленко, Г.П. Пека. УФЖ, 27 (7), (1982).

[9] А.И. Базык, В.Ф. Коваленко, Г.П. Пека О.Д. Токалин.

ЖПС, 42 (10), 441 (1985).

[10] Излучательная рекомбинация в полупроводниках, под ред. Я.Е. Покровского (М., Наука, 1972).

[11] В.П. Грибковский. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках (Минск, Наука и техника, 1975).

[12] M. Konagai, K.J. Takahashi. Appl. Phys., 46, 3542 (1975).

[13] Ф.П. Кесаманлы, В.Ф. Коваленко, И.Е. Марончук, Г.П. Пека, Л.Г. Шепель. ФТП, 12 (7), 1318 (1978).

[14] Н.К. Дряпико, В.Ф. Коваленко, Г.П. Пека. ФТП, 17 (5), (1983).

[15] K.D. Glinchuk, A.V. Prohorovich, V.E. Rodionov, V.I. Vovnenko. Phys. St. Sol. (a), 48, 593 (1978).

Редактор T.A. Полянская Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, 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.