WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

ной зависимостью. При дальнейшем росте внешнего смеОчевидно, что интенсивность электролюминесценции максимальна при равенстве темпов инжекции электронов и дырок в кластер (Ge = Gp). Как уже отмечалось выше, вследствие значительного различия высот барьеров для электронов и дырок, а также их эффективных масс, темп туннельного переноса носителей заряда через ловушки в диэлектрике для электронов может значительно превышать темп для дырок даже при равной концентрации этих носителей заряда на контактах (рис. 1). Поэтому изменение интенсивности электролюминесценции по слоям имеет монотонный характер и увеличивается с приближением к инжектирующему дырки контакту, где Gp Ge. Из этого следует, что в области дырочного контакта, где Gp увеличивается, а Ge уменьшается, интенсивность электролюминесценции растет с увеличением числа периодов структуры, а вблизи электронного контакта уменьшается. Это должно приводить к зависимости интенсивности люминесценции от числа периодов в структуре, что и подтвердили результаты Рис. 3. Зависимости интенсивности электролюминесценрасчетов, представленные на рис. 5. При моделировании ции (IEL) и эффективности излучательной рекомбинации () выбирались различные концентрации носителей заряда от плотности тока для 4-периодной структуры Si/CaF2 при NSUM = 1017 см-3, nk = pk = 1018 см-3. на контактах с целью рассмотрения двух случаев: когда Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. Инжекционное возбуждение люминесценции в многослойных структурах nc-Si/диэлектрик интенсивности электролюминесценции от величины тока. Кроме того, снижение эффективности излучательной рекомбинации за счет увеличения вклада процесса Оже при высоких напряжениях смещения ведет к насыщению интенсивности электролюминесценции. Обнаружено, что относительное снижение вклада безызлучательной рекомбинации Оже достигается увеличением концентрации наноразмерных кластеров в кремнии и числа периодов структуры. Однако рост числа периодов структуры Si/CaF2 не всегда ведет к росту интенсивности электролюминесценции. Так как коэффициент переноса дырок через потенциальный барьер всегда меньше, чем электронов, одним из основных путей увеличения интенсивности электролюминесценции вблизи металлического контакта является увеличение концентрации дырок на дырочном контакте тем выше, чем больше количество периодов в структуре.

Рис. 5. Зависимости интенсивности электролюминесценции (IEL) и эффективности излучательной рекомбинации () от Авторы признательны А.Л. Данилюку за критическое числа периодов (N) при плотности тока J = 10-6 А/смобсуждение результатов и конструктивные заключения.

для различной концентрации носителей заряда на инжектируРабота выполнена в рамках проекта Т99-102, финанющих контактах: 1 — nk = 1017 см-3, pk = 5 · 1018 см-3, сируемого Фондом фундаментальных исследований Рес2 — nk = 1018 см-3, pk = 1017 см-3.

публики Беларусь, и Межуниверситетской программы ”Наноэлектроника”.

темп инжекции дырок в нанокластеры выше, чем электронов, и наоборот.

Список литературы В случае избыточной концентрации дырок интенсивность электролюминесценции достигает максимума [1] L.T. Canham. Appl. Phys. Lett., 57, 1046 (1990).

[2] L. Tsybeskov, K.D. Hirschman, S.P. Duttagupta, M. Zacharias, около электронного контакта, но так как вероятность P.M. Fauchet, J.P. McCaffrey, D.J. Lockwood. Appl. Phys.

переноса дырок намного ниже вероятности переноса Lett., 72 (1), 43 (1998).

электронов, то увеличение числа периодов сдвигает этот [3] G. Pucker, P.B. Bellutti, C. Spinella, K. Gatterer, M. Cazzanelli, максимум к краю электронного контакта и далее за его L. Pavesi. J. Appl. Phys., 88 (10), 6044 (2000).

пределы, в результате интенсивность электролюминес[4] P. Photopoulos, A.G. Nassiopoulou. Appl. Phys. Lett., 77, ценции всей структуры падает. При обратных условиях (2000).

максимум электролюминесценции приближается к ды[5] V.I. Klimov, Ch.J. Schwarz, D.W. McBranch, C.W. White.

рочному контакту, но вероятность переноса электронов Appl. Phys. Lett., 73 (18), 2603 (1998).

уже выше, чем дырок, и увеличение числа периодов [6] Y. Kanemitsu, T. Ogawa, K. Shiraishi, K. Takeda. Phys. Rev.

смещает максимум к середине структуры. Но в то же B, 48, 4883 (1993).

время эффективность электролюминесценции возрастает [7] D.J. Lokwood, Z.H. Liu, J.M. Baribeau. Phys. Rev. Lett., 76, 539 (1996).

в обоих случаях, так как усредненное по слоям отноше[8] F. Bassani, L. Vervoot, I. Mihalescu, J.C. Vial, F. Amaud d’Aviние вероятности инжекции электронов и дырок в кластер taya. J. Appl. Phys., 79, 4066 (1996).

растет с увеличением количества слоев. Повышение [9] M. Zacharias, L. Tsybeskov, K.D. Hirschman, P.M. Fauchet, темпов инжекции носителей заряда в наноразмерный J. Blsing, P. Kohlert, P. Veit. J. Non-Cryst. Sol., 227–230, кластер усиливает эти эффекты.

1132 (1998).

[10] V. Vinciguerra, G. Franz, F. Priolo, F. Iacona, C. Spinella. J.

Appl. Phys., 87 (11), 8165 (2000).

Заключение [11] D. Kovalev, H. Hecler, G. Polisski, F. Koch. Phys. St., Sol. (b), 215, 871 (1999).

Предложенная модель рекомбинации носителей заря[12] Ю.А. Берашевич, А.Л. Данилюк, А.Н. Холод, В.Е. Борида в наноразмерных кластерах кремния в периодичесенко. ФТП, 35 (1), 110 (2001).

ских структурах nc-Si/CaF2 использована для изучения [13] M. Lannoo, C. Delerue, G. Allan. Phys. Rev. Lett., 74 (17), зависимости интенсивности электролюминесценции от 3415 (1995).

величины протекающего через них тока. Установлено, [14] C. Delerue, M. Lannoo, G. Allan. Phys. Rev. Lett., 84 (11), что различия в росте электронного и дырочного токов с 2457 (2000).

увеличением внешнего смещения обусловлены конечной [15] V. Ioannou-Sougleridis, T. Ouisse, A.G. Nassiopoulou, концентрацией ловушечных состояний в диэлектрике, F. Bassani, F. Arnaud d’Avitaya. J. Appl. Phys., 89 (1), являются причиной нелинейного характера зависимости (2001).

7 Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. 226 Ю.А. Берашевич, Б.В. Каменев, В.Е. Борисенко [16] J.M. Shannon, B.A. Morgan. J. Appl. Phys., 86 (3), (1999).

[17] C. Svensson, I. Lundstrm. J. Appl. Phys., 44, 4657 (1973).

[18] Spectroscopy of Isolated and Assembled Semiconductor Nanocrystals. Ed. by L.E. Brus, Al.L. Efros, T. Itoh. J. Luminesc., 70 (1996).

[19] G. Pucke, Z. Caburro, V. Mulloni, C. Mazzoleni, L. Pavesi.

European projects: Silicon Modules for Integrated Light Engineering (Marseille, France, 2000) p. 133.

Редактор Т.А. Полянская Luminescence of nc-Si/dielectric multilayer structures under injection excitation J.A. Berashevich, B.V. Kamenev, V.E. Borisenko Belorusian State University of Informatics and Radioelectronics, 220013 Minsk, Berarussia IMEL/NCSR Demokritos, 60228 Athens, Greece

Abstract

Light emission from nc-Si/dielectric multilayer structure throughout injection excitation has been investigated theoretically. It has been found that restriction of the carrier transfer via localized states in the dielectric host matrix (due to a finite number of those states) leads to a non-linear rise of luminescence intensity with the current density. Further the luminescence intensity gains saturation due to the increasing of Auger recombination contribution. It has been established that the increase of the silicon nanocrystallite density as well as that of the structure layer number is an effective way of suppressing the nonradiative Auger recombination.

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.