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矽的載流子擴散長度

生活 更新时间:2024-07-18 16:30:33

疫情爆發以來,UVC LED迅速走紅,相較于傳統的殺菌方式,UVC LED具有小尺寸、低功耗、安全環保、殺菌效果更徹底等優勢。國家衛健委指出,UVC LED結合其它防護措施,在一定程度上可以有效防控疫情擴散,經過權威認證之後,UVC LED如今更是“如日中天”。而為了提高UVC LED器件的表現性能,本周的《漲知識啦》首先對UVC LED器件的載流子微觀複合機制進行了介紹。

衆所周知,LED的外量子效率(ηext)包含兩部分,一部分是内量子效率(ηint),另一部分是光提取效率(ηLEE)。所謂的ηext是指由LED器件内部入射到空氣中的光子數與注入到有源區内的電子數之比;ηint是指有源區内産生的光子數與注入到有源區的電子數之比;ηLEE是指由LED器件内部入射到空氣中的光子數與有源區内産生的光子數之比。因此,提高LED器件的ηint對于改善器件的表現性能具有重要的意義,而ηint與電流注入效率(i.e., ηinj)和有源區内載流子複合機制有着密切的關系,如下圖所示。其中,“Bn2”表示輻射複合,即産生有效的光子,為我們所用;“An”與“Cn3”均表示非輻射複合,即分别産生聲子和俄歇電子/空穴,而非光子,具體如圖1所示【1】。

矽的載流子擴散長度(LED---載流子微觀複合機制)1

圖1

圖2中(a)過程表示電子或空穴借助缺陷中心複合,稱為SRH複合(i.e., An); (b)過程表示電子與空穴複合産生的能量用來激發另一個俄歇電子或俄歇空穴,稱為Auger複合(i.e., Cn3);(c)過程表示電子躍遷至價帶與空穴複合産生光子,稱為輻射複合(Bn2)。結合圖1和圖2,可以看出:我們需要合理地設計LED器件結構,優化外延工藝技術來提高輻射複合,抑制非輻射複合,由此提高LED器件的内量子效率,改善器件性能。

矽的載流子擴散長度(LED---載流子微觀複合機制)2

圖2

本周的《漲知識啦》就到在這裡啦!我們下期再見,有什麼問題也歡迎大家留言哦!

【1】E. F. Schubert, light-emitting diodes, 2nd Edition, New York, Jun., 2006.

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