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III族氮化物发光二极管中的大俄歇系数神话被揭穿?

物理学 2023-05-07 12:55:22

伊利诺伊大学香槟分校 信用:CC0公共领域 基于铟镓氮化物的蓝色发光二极管是固态照明的支柱

不幸的是,它们的效率在低电流密度下达到峰值( 人们普遍认为俄歇复合是实验观察到的ⅲ族氮化物发光二极管效率大幅下降(~50%)的主要原因

然而,对于这种物质系统中俄歇复合量的来源还没有清楚的了解

例如,通过假设电子(n)和空穴(p)密度相同,即

e

,n = p

这个双极俄歇系数(Ca)计算为eeh (Cn)和hhe (Cp)通道的俄歇系数之和,即

e

,Ca = Cn + Cp

对于III族氮化物发光二极管等压电材料,载流子对称性受到极化的不利影响,这意味着Cn和Cp之间的俄歇电子-空穴不对称性(以及它们的比值Cn/Cp)可能在理解效率下降和量化钙方面发挥关键作用

在大多数实验和模拟中,Cn/Cp取为1,忽略了俄歇电子-空穴不对称对效率下降的影响

在《IEEE量子电子学杂志》最近的一篇论文中,U of I的研究人员报道了一种新的基于变分原理的开放边界量子LED模拟器,表明俄歇复合中的电子-空穴不对称是InGaN基LED中大的(~38%)效率下降的一个强有力的原因

事实上,作者表明,忽略俄歇电子-空穴不对称性会高估双极俄歇系数(由电子和空穴俄歇系数的等式定义)高达62%,导致对InGaN基发光二极管基本极限的误解

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