Cтраница 4
В самом деле, использование двойной гетероструктуры обеспечивает локализацию инжектированных носителей зарядов в базе при уменьшении ее ширины вплоть до нескольких микрометров. Это и позволяет при сохранении внутреннего квантового выхода значительно вовысить быстродействие двойных гетероструктур. В одинарной гете-роструктуре при уменьшении ширины базы мощность излучения резко падает, а быстродействие растет незначительно. Для лучших образцов на одинарной гетероструктуре внешний квантовый выход 3 - 4 %, а время переключения 40 - 80 не; двойные гетероструктуры имеют примерно такое же значение внешнего квантового выхода, а время переключения 20 - 30 не. [46]
Энергетической характеристикой электролюминесценции является эффективность преобразования электрической энергии в энергию излучения. Эффективность преобразования зависит от квантового выхода. Различают два понятия квантового выхода. Внутренний квантовый выход определяется отношением числа фотонов, полученных в единицу времени в активной области р-и-перехода, к числу инжектированных носителей заряда. Поскольку часть излучения поглощается в материале, на практике используется внешний квантовый выход т ], который характеризуется отношением числа фотонов, выходящих из кристалла в единицу времени, к числу инжектированных через р - n - переход носителей заряда. Спектральный состав излучения определяется шириной запрещенной зоны полупроводника и расположением примесных уровней. [47]
Основой светодиода ( рис. 47, а) является P-N - переход 2, присоединенный посредством контактов 1 - 3 и 4 к источнику напряжения смещения 5 в проводящем направлении. При таком подключении напряжения смещения электроны из Л - области полупроводника инжектируют в Р - область, гдз они являются неосновными носителями, а дырки - но встречном направлении из области Р в область N. В последующем происходит рекомбинация избыточных неосновных носителей в полупроводниках Р к N с электрическими зарядами противоположного знака. Рекомбинация электрона и дырки соответствует переходу электрона с высокого энергетического уровня на уровень с меньшим запасом энергии. В германии и кремнии ширина запрещенной зоны сравнительно невелика ( 0 72 и 1 1 эВ соответственно), а потому выделяемая при рекомбинации энергия передается в основном кристаллической решетке. Рекомбинационные процессы в арсениде галия, фосфиде галия, карбиде кремния, имеющих большую ширину запрещенной зоны ( например, для GaAs ДИ7 1 38 эВ), сопровождаются выделением энергии в виде квантов света, которые частично поглощаются объемом полупроводника, а частично излучаются в окружающее пространство. Внешний квантовый выход фиксируется зрительно. [48]