WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

рекомбинации относительно слабо зависит от темпе5. Рассмотрим теперь люминесценцию ТСР. Согласно ратуры. Поэтому такая ТСР является перспективной (5) и (10) спектральная плотность рекомбинационного для создания фотоприемников для широкого диапазона излучения равна дальнего ИК излучения. Действительно, в предыдущей работе мы показали, что ТСР на основе InSb эффекNP 22 eff eff тивно поглощает излучение в широком диапазоне длин S(, Eg ) = ( - Eg )() Ni2 2c2qE волн вплоть до 25 100 мкм [1]. Мы выяснили, что спектральный максимум люминесценции отвечает энер eff гии фотона Eg Eg (рисунок) и лежит в exp -. (13) kT дальней ИК области и его положение можно изменять в широких пределах, изменяя параметры ТСР. При Согласно (13), спектр люминесценции представляет этом излучательное время жизни в ТСР минимально, т. е.

собой узкую линию, полушириной порядка kT, маклюминесценция наиболее эффективна в ТСР, параметры eff симум которой отвечает = Eg + kT. Отсюда которой таковы, что встроенные электрические поля в следует, что в отличие от туннельно-излучательного ней являются сверхсильными, а концентрация дырок времени жизни спектральная плотность люминесцен(или электронов) достаточно велика. Подчеркнем, что eff ции зависит экспоненциально от величины Eg. Как ТСР с такими параметрами, находящаяся при достаточно уже отмечалось, вследствие технологического разброса низкой температуре, является эффективным преобразоeff параметров ТСР величина Eg изменяется от периода вателем теплового комнатного (T 300 K) излучения в к периоду. Естественно предположить, что флуктуаeff сверхдальнее ИК излучение.

ции величины Eg подчиняются распределению Гаусса eff eff eff P(Eg ) = exp{-(Eg - Eg0 )2/2}/ 2 со средним The research described in this publication was made eff possible in part by Award #RE1-287 of the U.S. Civilian значением Eg0 и дисперсией. Усредняя по этому Research & Development Foundation for the Independent распределению выражение (13), получим, что спектр States of the Former Soviet Union (CRDF).

люминесценции реальной ТСР можно представить в виде eff eff eff eff Список литературы S(, Eg ) = S(, Eg )P(Eg )dEg [1] В.В. Осипов, А.Ю. Селяков, M. Foygel. ФТП, 32, (1998).

NP 2 3() eff [2] В.В. Осипов, А.Ю. Селяков. В кн.: Тез. докл. III Всеросс.

= exp - ( - Eg0 ) Ni2 2c2qE kT конф. по физике полупроводников (М., РИИС ФИАН, 1997) с. 81.

eff eff - Eg0 Eg0 [3] V.V. Osipov, A.Yu. Selyakov, M. Foygel. Proc. 1997 Int.

erf + erf Semicond. Dev. Res. Symp. (Charlottesville, USA, 1997) 2 p. 277.

[4] V.V. Osipov, A.Yu. Selyakov, M. Foygel. Phys. St. Sol. (b), eff ( - Eg0 )205, 32 (1998).

+ exp 2 [5] W. Franz. Zs. Naturforsch, 13a, 484 (1958).

[6] Л.В. Келдыш. ЖЭТФ, 34, 1138 (1958).

[7] Л.Н. Неустроев, В.В. Осипов, В.А. Холоднов. ФТП, 14, eff (Eg0 )(1980).

- exp -, (14) [8] Л.Н. Неустроев, В.В. Осипов. ФТП, 14, 1186 (1980).

[9] Л.Н. Неустроев, В.В. Осипов. Микроэлектроника, 9, где erf(x) — интеграл вероятности. Отсюда видно, что (1980).

при < kT полуширина спектра люминесценции при[10] Л.Н. Неустроев, В.В. Осипов. ФТП, 15, 1068 (1981).

мерно равна kT, а в противоположном случае полушири- [11] J. Maserjian, F.J. Grunthaner, C.T. Elliott. Infr. Phys., 30, на спектра определяется величиной. Таким образом, (1990).

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, № Туннельно-излучательная рекомбинация и люминесценция трапецеидальных -легированных... [12] M. Foygel, E. Brenden, J.H. Seguin, V.V. Osipov. Phys. St. Sol.

(b), 203, 255 (1997).

[13] W. Van Roosbroeck, W. Shockley. Phys. Rev., 94, 1558 (1954).

[14] А.И. Ансельм. Введение в теорию полупроводников (М., Наука, 1978).

[15] Оптические свойства полупроводников, под ред. Р. Уиллардсона и А. Бира (М., Мир, 1970).

Редактор Л.В. Шаронова Tunneling-radiative recombination and luminescence of trapezoidal -doped superlattices V.V. Osipov, A.Yu. Selyakov, M. Foygel† Russian Science Center ”ORION”, 111123 Moskow, Russia † South Dakota School of Mines and Technology Rapid City, SD 57701-3995, USA

Abstract

We study recombination in a -doped superlattice, proposed by us earlier. Such superlattice can be grown on the base of one of widely used single-crystal semiconductors such as InSb, InAs, GaAs or Ge. Band diagram of the superlattice consists of a periodic set of alternating trapezoidal potential wells of n- and p-type for electrons and holes. We found an expression for the rate of radiative recombination in such trapezoidal superlattice. It is shown, that in such superlattice the radiative lifetime can reach the value of order of 1 ms and weakly depends on temperature, as a result of spatial separation of electrons and holes. The weak temperature dependence of the lifetime results from the fact that radiative recombination in the trapezoidal superlattice is determined by optical tunneling transitions of electrons from the states close to the bottom of n wells to the states close to the bottom of p wells. The expression for the luminescence spectrum of the trapezoidal superlattice is found. Maximum of this spectrum corresponds to the photon energy much less than semiconductor band gap and can lie in far infrared region. It is noted, that this superlattice can act as an effective converter of thermal radiation to superlongwave radiation.

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, №

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.