Германийдің жарық тиімділігін қалай арттыруға болады?

Германий 0,8 эВ тікелей жолақ саңылауына ие болғанымен, ол L-өткізгіш жолақтың болуына байланысты жанама жолақ материалы болып табылады.

(а)-суретте көрсетілгендей, бұл энергия айырмашылығы германийді тиімсіз жарық эмитентіне айналдырады, өйткені сырттан жіберілген электрондардың көпшілігі L энергиясының төменгі өткізгіштік жолағын иемденеді. Шығарылатын фотондардың қосылыс жылдамдығы төмен болған кезде L-өткізгіш аңғарларда орналасқан электрондарды тек фонондар көмегімен саңылаулармен біріктіруге болады, бірақ өткізгіштік зонасында жанама L- аңғарларын толтыру арқылы тікелей қосылыстарды байқауға болады. r нүктесінде.

Екінші жағынан, r-өткізгіш аңғарларда орналасқан электрондар жоғары комплекс түзілу жылдамдығымен саңылаулармен комплексті болуы мүмкін. Осылайша, жасау арқылы германий тікелей немесе жалған тікелей жолақ материалы, біз r-комбинация алқабынан тасымалдаушы кешеннің жылдамдығын арттырамыз және Ge-ді энергияны үнемдейтін жарық эмитентіне айналдырамыз.

Германий

Германийдегі тікелей оптикалық саңылау - бұл өте жылдам процесс, радиациялық қосылыс жылдамдығы жанама саңылаудан бес рет жоғары. Бұл Ge-дегі тікелей саңылаулардың эмиссиясы тікелей аралық жартылай өткізгіштердегідей тиімді екенін білдіреді. Ge люминесценциясын Ge диапазонының тікелей өтуін пайдалану арқылы айтарлықтай арттыруға болады. 

Әдетте, Ge жоғарыдағы (b) суретте көрсетілгендей созылу деформациясын, r-типті қоспалауды немесе қалайы бар Ge қорытпасын енгізу арқылы негізінен жанама жолақ материалынан тікелей жолақты материалға түрлендіруге болады. Екі әдіс те ақаулардағы жолақ саңылауын азайтады, яғни тікелей аңғарлардағы өткізу жолағы жанама L-жеңілдерге қарағанда жоғары жылдамдықпен азаяды, осылайша Ge диапазонының құрылымы өзгереді, сайып келгенде, Ge-ті қабілетті тікелей жолақ материалына айналдырады. жарықты жұту немесе шығару.

Жоғарыда көрсетілген суретте германий диапазонының диапазоны диаграммасы көрсетілген: (а) көлемді Ge және (b) Ge созылу деформациясы мен n-типті қоспаларды қолдану арқылы энергия диапазонының инженериясы. Созылу деформациясы T және L аңғарлары арасындағы энергия айырмашылығын азайтады, ал n-типті қоспалар қалған энергия айырмашылығын өтейді. Деформация сонымен қатар жеңіл және ауыр қуыс жолақтарының бөлінуін тудырады, бұл созылу кернеуі артқан сайын күтілетін үлкен жарықтылық.

Теориялық тұрғыдан германийді бөлме температурасында жақсырақ тікелей жолақ фотоэмиссиясына қол жеткізу үшін созылу кернеуі және n-типті қоспалау арқылы жасауға болатыны көрсетілген. Созылу кернеуі арқылы қате диапазонды жобалау жарық диодты диодтар, лазерлер және оптикалық модуляторлар сияқты кремний технологиясымен толық үйлесімді жаңа оптоэлектрондық құрылғыларды жасау мүмкіндігін ашады. Ge энергиямен реттелетін жеңіл комбайндардан (мысалы, фотодетекторлар) жоғары тиімді оптоэлектронды құрылғыларға дейінгі көптеген құрылғыларда қолданылды.

Пікірлер

Қатысты блог

Германийдің және басқа да фотоэлектрлік материалдардың тартымды әлеміне арналған блогымызға қош келдіңіз. 

Біздің баға ұсынысымызды алыңыз

Өтінішіңізді бізге хабарлаңыз, біз сізге бір сағат ішінде хабарласамыз.