WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

связанные соотношениями пока (для голубых СД) не начинает сказываться туннельное излучение. E0 увеличивается от диода к диоду от Fn-Fp = eU; Fp = eU -Eg -Fn, Eg +Ec -Ev, (9) до 70 мэВ по мере сдвига максимума max в длинноволновую сторону. Таким образом, можно заключить, что где U — падение напряжения на активной области, флуктуации потенциала в квантовых ямах возрастают которое, вообще говоря, может быть меньше падения по мере увеличения содержания In в активном слое напряжения на p-n-переходе.

диодов. Анализ характерных флуктуаций потенциала в Параметры 1/m и (1 - 1/m) характеризуют доли квантовых ямах рассматриваемых структур в известных энергии ( - Eg ), которую имеет электрон над эфавторам публикациях не проводился.

фективным краем зоны проводимости Ec и дырка под эффективным потолком валентной зоны Ev. Для прямых переходов в случае параболических зон m =(1+m/m);

c v Таблица 2. Параметры в формулах (5)–(8), полученные поддля переходов зона проводимости — уровень акцептора гонкой для экспериментальных спектров голубого и зеленого m = 1. В предлагаемой модели m — феноменологичесветодиодов. Число значащих цифр соответствует точности ский параметр; если температура диода не измеряется подгонки непосредственно, увеличение параметра m с увеличени ем тока может свидетельствовать о нагреве диода.

N J, V - JRs, max, E0, Fn, Eg, m Экспериментальные спектры были нормированы к диода мА В эВ мэВ эВ эВ единице в максимуме и описаны формулами (5)–(8) с B3 0.2 2.464 2.708 79.5 0.96 -0.176 2.помощью программ ORIGIN и EASY PLOT подгонкой 0.5 2.615 2.707 60.4 0.99 -0.143 2. параметров max, Eg, m, E0, Fn для наилучшего опи1 2.692 2.709 56.5 1.00 -0.132 2.сания формы спектров в зависимости от напряжения U 2 2.772 2.708 55.5 0.99 -0.138 2.и температуры T.

5 2.880 2.709 54.8 0.99 -0.140 2.Результаты представлены на рис. 3–5 и в табл. 2.

10 3.080 2.709 54.5 1.01 -0.141 2.Видно, что при изменении тока в широких пределах 20 3.028 2.708 54.6 1.02 -0.144 2.и изменении интенсивности в каждом спектре на два G4 0.022 2.285 2.409 65.9 1.05 -0.238 2.десятичных порядка аппроксимация хорошо описывает 0.05 2.351 2.409 65.9 1.04 -0.236 2.спектры. Среднеквадратичные отклонения по 2000 точ0.1 2.422 2.409 70.1 1.02 -0.241 2.кам составляли не более 7 · 10-3 на спектрах, нор0.2 2.480 2.410 70.0 1.00 -0.254 2.мированных к единице в максимуме; было обработано 0.5 2.597 2.416 69.6 0.96 -0.303 2.более 50 спектров. В табл. 2 представлены значения 1 2.683 2.423 69.0 0.94 -0.293 2.параметров и показано их изменение с током для двух 2 2.791 2.426 68.6 0.94 -0.370 2.диодов.

5 2.955 2.435 68.3 1.00 -0.212 2.Энергия в показателе экспоненты, описывающей длин- 10 3.078 2.446 66.8 1.12 -0.123 2.20 3.188 2.460 67.7 1.23 -0.106 2.новолновый спад спектральной полосы — параметр E0, почти не изменяется с изменением J для каждого диода, Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № Спектры люминесценции голубых и зеленых светодиодов на основе многослойных гетероструктур... Параметр m, характеризующий отличие энергии в по- яме с учетом экспоненциального спада хвоста приведенказателе экспоненты в формулах (7), (8) от величины kT ной плотности состояний, обусловленного флуктуация(в расчетах табл. 2 предполагалось, что kT соответствует ми потенциала.

комнатной температуре), почти равен единице для всех 6. Параметр экспоненты, описывающей в модели спад диодов, пока с увеличением тока не начинается нагрев.

спектров в длинноволновой области, имеет значения в Это увеличение сказывается сильнее для зеленых диоинтервале E0 = 45 70 мэВ, что характеризует флуктуадов, для которых Rs = 27 30 Ом. Если принять, что кации потенциала, обусловленные различными причинами жущееся изменение m полностью обусловлено нагревом, (шероховатости гетерограниц, неоднородности состава то при постоянном токе 2030 мА температура активной твердого раствора, кулоновский потенциал примесей области диода может достигать T 390 K. Значение и т. д.).

m 1 может означать, что излучательные переходы идут 7. Коротковолновый спад спектров имеет энергию в из хвоста плотности состояний в зоне проводимости показателе экспоненты, близкую к kT ; ее изменение на локальные акцепторные уровни; это предположение дает оценки нагрева активной области до 100C при необходимо проверить.

J 20 мА.

Полученное при подгонке значение квазиуровня ФерАвторы выражают глубокую благодарность д-ру ми для электронов Fn изменяется при малых токах в Ш. Накамуре за присланные в МГУ образцы светопределах от -0.11 до -0.36 эВ (от фиолетовых диодов диодов, А.Е. Ковалеву за помощь в компьютеризации к зеленым). Более глубокое положение уровня Ферми в зеленых диодах коррелирует с большими Rs и отсутстви- установки, С.С. Шумилову за помощь в программном обеспечении, А.Н. Ковалеву и Ф.И. Маняхину за элекем туннельного излучения. Увеличение Fn на 1 2 kT трические измерения.

при увеличении тока соответствует двойной инжекции носителей в активную область.

Значения Eg = max+ следует сравнить с оценками Список литературы величины Eg по формуле (4). Подгонка проводилась для спектров, нормированных к единице в максимуме.

[1] The first international symposium on gallium nitride and Зависимость интенсивности излучения от напряжения U related materials. Abstracts of Mat. Res. Soc. 1995 Fall и от параметров аппроксимации требует совместного Meeting, Symp. AAA (Boston, 1995).

анализа спектров и электрических свойств диодов. Эти [2] Abstracts of first European GaN workshop (Rigi, пункты выходят за рамки настоящей статьи.

Switzerland, 1996).

[3] S. Nakamura, M. Senoh, N. Iwasa, S. Hagahama. J. Appl. Phys., 34, Part 2, 797 (1995).

5. Заключение [4] S. Nakamura, M. Senoh, N. Iwasa, S. Hagahama, T. Yamada, T. Mukai. Jpn. J. Appl. Phys., 34, Part 2, L1332 (1995).

1. Спектры люминесценции светодиодов на [5] А.Э. Юнович. Светотехника, вып. 5/6, 2 (1996).

основе гетероструктур с квантовыми ямами [6] K.G. Zolina, V.E. Kudryashov, A.N. Turkin, A.E. Yunovich, InxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN с тонким активным слоем A. Nakamura. MIJ-NSR 1, Article 11 (1996), InxGa1-xN имеют максимумы в видимой области от http://nsr.mij.mrs.org/1/11/.

фиолетовой до зеленой части спектра в зависимости от [7] S. Nakamura. Jap. J. Appl. Phys., 30, 1620 (1991).

содержания In в активном слое. Спектр экспоненциально [8] А.Э. Юнович, А.Б. Ормонт. ЖЭТФ, 51, 1292 (1966).

спадает и в коротковолновой, и в длинноволновой части. [9] А.Н. Ковалев, Ф.И. Маняхин, А.Э. Юнович. ФТП (в печати).

2. В спектрах диодов проявляется структура, обусло[10] М. Херман. Полупроводниковые сверхрешетки (М., вленная отражением излучения от подложки и интерМир, 1984).

ференцией в слое GaN. Это показывает возможности [11] Б.Р. Варданян, А.Э. Юнович. ФТП, 29, 1976 (1995).

управления оптическим выводом излучения из диодов.

[12] R. Chingolani, W. Stolz, K. Ploog. Phys. Rev. B, 40, 3. Вспектрах голубых диодов при малых токах наблю(1989).

дается туннельная излучательная рекомбинация, максимум в спектре которой сдвигается пропорционально Редактор В.В. Чалдышев напряжению на p-n-переходе.

4. Зависимость интенсивности излучения от тока и Luminescence spectra of blue and green напряжения имеет три участка: при малых токах в гоInGaN/AlGaN/GaN light–emitting diodes лубых диодах существенна туннельная безызлучательная компонента тока; в промежуточной области токов и K.G. Zolina, V.E. Kudryashov, A.N. Turkin, напряжений, зависящей от содержания In в активном A.E. Yunovich слое ( max eU Eg ), квантовый выход излучения Moscow State Lomonosov University, максимален, при больших токах существен нагрев диоDepartment of Physics, дов и квантовый выход падает.

119899 Moscow, Russia.

5. Форма основной спектральной полосы в указанной области максимального квантового выхода хорошо опиE-mail: yunovich@scon175.phys.msu.su сывается моделью рекомбинации в двумерной квантовой Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, №

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.