光电器件(发光器件)特征与发光特性介绍
创始人
2024-06-02 23:07:19
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外量子效率

 100电子进去,有80个光子产生这是内量子效率

光子跑到外面,比上初始的100个电子,叫做外量子效率

等于内量子效率乘以耦合效率

对于LED来讲n_{op}是光提取效率,<1

会有三部分损耗

1. LED由多层结构组成,有的材料带隙非常小,光子就会被吸收掉

 2. 会有菲涅尔反射

由于提取效率里面会有全反射问题

 LED发光还有其他因素,光子是不一样的,蓝光和红光是不同的

有两个效率定义:功率定义和发光定义

发光效率是考虑到人眼的特性,最大的luminous efficiency,人眼的敏感度最高是683

需要直接带隙材料

发光的波长可以实现200nm~40000nm

 直接带隙主要分布在35族元素

 晶体结构主要是金刚石结构和闪锌矿结构

金刚石就是两个面心立方,两个面心立方沿着对角线位移\frac{1}{4}

金刚石结构用两个元素,会变成闪锌矿结构

 四族材料一般是间接带隙,就不太容易用来发光了

我们之前讲过纯GaAs大概800nm左右,处于近红外范围

我们一般会进行掺杂磷元素,但是有限制

 

这里面很多材料,取决于不同类型,会用到不同地方

发光里面根据带隙大小用到不同颜色发光 

对于可见光来说,我们会使用三元体系,慢慢调节开

 GaN,ZnO是六方密排结构,属于间接带隙材料

 间接意味着发光效率非常低了

不发光我们掺杂别的杂质来影响

对后续的激光器来说,二元变成三元,会带来另一个问题,影响材料体系的折射率

不同比率,设计要改变


材料的实现 

1. 直接生长出大的单晶

2. 外延生长

        在原先的单晶衬底上继续往外长

        长的过程中我们要控制尽可能少的缺陷,减少引起的不利因素

        外延分两种:同质外延与异质外延

                外延:小带隙材料生长大带隙材料

                问题在于一般不会有相同的晶格常数,就会有应力的存在,很容易造成容易剥离

                

                

对于材料体系来说,AlGa都是阳离子,可以调控

 

可以形成很好的辐射性跃迁

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