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局域态对InGaNGaN多量子了阱结构光学特性的影响的综述报告 InGaN/GaN多量子阱结构作为一种具有很强应用前景的半导体材料,已被广泛研究和应用于白光LED、蓝光激光器等领域。而局域态效应作为一个重要因素,对InGaN/GaN多量子阱结构的光学特性有着重要的影响。在本文中,我将对局域态对该材料的光学特性的影响进行综述,以期为相关研究提供一些参考。 首先,我们需要了解局域态的概念。在空间限制较小的半导体材料中,缺陷密度较高,这种情况下原子缺陷或杂质离子将会引起电性质的变化,即形成局域态。这些局域态可以是能级的缺失或者是能级的出现,而由于其位于禁带中,因此会对其光电性质产生显著的影响。 InGaN/GaN多量子阱结构中的局域态主要包括本征缺陷态和掺杂态两种。其中,本征缺陷态是由于InGaN材料在制备过程中受到晶格失配和杂质污染等影响而产生的,因此其产生的能量层级主要位于禁带中。而掺杂态则是由于外源的杂质离子(如Mg、Si、Ge等)掺入到材料中所产生的局域态,其能级位置则更接近于价带或导带。 对于InGaN/GaN多量子阱结构的光学特性,其主要决定因素包括能带结构、自然激子和激子束缚态。能带结构是指材料的电子结构和能带位置,而自然激子则是由材料内部的电子和空穴通过复合而产生的。而激子束缚态则是由于材料内部的空穴和电子被限制在量子阱和壳层中而产生的,具有较强的束缚能。在这些影响因素中,局域态对于InGaN/GaN多量子阱结构的光学特性影响较为广泛。 局域态对InGaN/GaN多量子阱结构的光学特性主要表现在以下几个方面: 1.光致发光谱的发射峰移 InGaN/GaN多量子阱结构的光致发光谱(PL)通常用于研究其发射光谱和能态结构。研究发现,InGaN/GaN多量子阱结构中的本征缺陷态和掺杂态都会产生能级在PL中的高度局域化态。这些局域化态的能级位置通常位于禁带中,因此对PL的发射峰位置有显著的影响。特别地,掺杂态的局域化态能量更接近价带或导带,因此其影响更为明显。研究显示,在InGaN/GaN多量子阱结构中,掺杂态的局域化态能引起PL峰的红移。 2.内量子效率的影响 InGaN/GaN多量子阱结构的内量子效率(IQE)是指材料内部的电子和空穴重新结合产生激子的效率。通过对InGaN/GaN多量子阱结构中的局域化态的研究,发现其能量比自然激子束缚态高得多,因此很难与自然激子复合。这意味着内量子效率会因为局域态的存在而受到抑制,降低其光电子转换效率。 3.激子束缚态的影响 局域态还对InGaN/GaN多量子阱结构中的激子束缚态产生影响。研究表明,在InGaN/GaN多量子阱结构中,激子束缚态的束缚能与局域态的能级距离成反比。因此,局域态的出现会减弱激子束缚态的束缚能,导致激子束缚态的形成难度变大。 总之,InGaN/GaN多量子阱结构中的局域态对其光学特性的影响较为显著,并会对其在相关应用中的效率和性能产生影响。对局域态的研究不仅有助于深入了解材料的本质性质,更有助于在材料制备和应用上进行优化和改进。