直接帯隙和间接帯隙半导体辐射光子和本征吸收的能力孰强?为什么?

直接帯隙和间接帯隙半导体辐射光子和本征吸收的能力孰强?为什么?,第1张

直接带隙半导体当价带电子往导带跃迁时,电子波矢不变,在能带图上即是竖直地跃迁,这就意味着电子在跃迁过程中,动量可保持不变(光子的动量很小,可以忽略)——满足动量守恒定律。相反,如果导带电子下落到价带(即电子与空穴复合)时,也可以保持动量不变——直接复合,即电子与空穴只要一相遇就会发生复合(不需要声子来接受或提供动量)。因此,直接带隙半导体中载流子的寿命必将很短;同时,这种直接复合可以把能量几乎全部以光的形式放出(因为没有声子参与,故也没有把能量交给晶体原子)——发光效率高(辐射光子)间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。形成半满能带不只需要吸收能量,还要改变动量(需要吸收或发射一个声子),根据单电子理论,可知道其吸收系数没有本征的陡峻、剧烈。希望采纳!

因为对于半导体材料来说,只要光子能量大于其禁带宽度都可以发生吸收,也就是GaN材料对于波长小于365的光子都可吸收,所以吸收谱是连续的。

而发射则主要由导带电子与价带空穴发生辐射复合产生,其能量基本等于禁带宽度,也就是只是在365nm左右有较强的发光峰。

Sentaurus Device作为高级多维(1D/ 2D/ 3D)器件仿真器,能够仿真硅基和化合物半导体器件的电学、热力学和光学特性。Sentaurus Device是设计与优化现行及未来半导体器件的新一代器件仿真器。

Sentaurus Device是一种通用器件仿真工具,能够为多种类型设备提供仿真验证。

AreaFactor :2D仿真当中,当计算浓度时用于指定Z方向宽度

Recombination :复合模型,包括辐射复合,SRH(肖特基-里德-霍尔)复合以及Auger复合

DopingDependence :复合速率及载流子迁移率与注入浓度相关

IncompleteIonization :不完全电离模型,对指定的离子,可添加关键词 Dopants

Physics{ IncompleteIonization(Dopants = "Species_name1 Species_name2 ...") }

很多情况下,指定各种晶格的平均占据概率即可。例如,对于6H-SiC,可以假设氮离子注入在六边形格点 h 和立方体格点k1,k2有相同的概率,使用关键字 split

EffectiveIntrinsicDensity :禁带模型,默认BandGapNarrowing(禁带变窄)

eBarrierTunneling "NLM" :非局域隧穿模型

Aniso :指定仿真坐标系统中各向异性晶体方向

Nonlocal :一般来说, Nonlocal 指定构建网格的界面或者接触,Sentaurus Device以不超过 Length (默认单位为厘米)的长度连接半导体顶点和界面及接触。本例中,Sentaurus Device构建名为"NLM"的非局域网格并以不超过50nm的距离连接格点至top_schottky电极。 Digits 决定相对精度, EnergyResolution 用于限定计算隧穿电流的时间以免 Digits 值太大。


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