在间接带隙半导体gap和gapas中,为什么等电子陷阱n能显著提高它们的发光效率

在间接带隙半导体gap和gapas中,为什么等电子陷阱n能显著提高它们的发光效率,第1张

LED的发光波长由带隙宽度决定,发光再结合概率高的称为直接漂移型半导体,概率一般的称为间接漂移型半导体材料,也就是说电子和正孔不容易结合。黄光和黄绿光常用的不纯物质催化的强发光材料也被广泛应用。具体材料的例子和发光颜色如下:

AlGaAs 红外线 红光

GaAsP 红 橙・黄

InGaN GaN AlGaN 橙・黄 绿・青・紫・紫外线

GaP - 赤・黄・绿

ZnSe - 绿・青

AlGaInP - 橙・黄橙・黄・绿

C - 紫外线

ZnO - 青・紫・近紫外线(开発中)

磷化

磷化镓

GaP

人工合成的化合物半导体材料。橙红色透明晶体。磷化镓的晶体结构为闪锌矿型,晶格常数5.447±0.06埃(),化学键是以共价键为主的混合键,其离子键成分约为20%,300K时能隙为2.26eV,属间接跃迁型半导体。磷化镓与其他大带隙Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体相同,可通过引入深中心使费米能级接近带隙中部,如掺入铬、铁、氧等杂质元素可成为半绝缘材料。磷化镓分为单晶材料和外延材料。工业生产的衬底单晶均为掺入硫、硅杂质的N型半导体。磷化镓单晶早期通过液相法在常压下制备;后采用液体覆盖直拉法。现代半导体工业生产磷化镓单晶都是在高压合成炉中,采用定向凝固工艺合成磷化镓多晶,进行适当处理后装入高压单晶炉进行单晶拉制。磷化镓外延材料是在磷化镓单晶衬底上通过液相外延或汽相外延加扩散生长的方法制得。多用于制造发光二极管。液相外延材料可制造红色、黄绿色、纯绿色光的发光二极管,汽相外延加扩散生长的材料,可制造黄色、黄绿色光的发光二极管。

砷化镓集成电路

用半导体砷化镓(GaAs)器件构成的集成电路。构成GaAs集成电路的器件主要有肖特基势垒栅场效应管、高电子迁移率晶体管和异质结双极晶体管。20世纪70年代初,由于高质量的GaAs外延材料和精细光刻工艺的突破,使GaAs集成电路的制作得到突破性进展。同硅材料相比,GaAs材料具备载流子迁移率高、衬底半绝缘以及禁带较宽等特征,因此用它制成的集成电路具有频率高、速度快、抗辐射能力强等优点。它的缺点是材料缺陷较多,集成规模受到限制,成本较高。GaAs集成电路可分为模拟集成电路如单片微波集成电路和数字集成电路两类。前者主要用于雷达、卫星电视广播、微波及毫米波通信等领域,后者主要用于超高速计算机及光纤通信等系统。


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