Двойные гетероструктуры
Практически все современные светодиоды изготавливают на основе двойных гетероструктур. Такие структуры состоят из двух пассивных барьерных слоев и одного активного слоя. На рис. 9.2 представлена зонная диаграмма двойной гетероструктуры. Ширина запрещенной зоны активного слоя всегда меньше ширины запрещенной зоны барьерных слоев. В результате этого пассивные области прозрачны для излучения, исходящего из активной области. Поскольку пассивные слои,
|
прозрачный излучающая прозрачный барьерный слой активная область барьерный слой ґ------------------------------------------------------------------------- Л
|
|
Рис. 9.2. Двойная гетероструктура с оптически прозрачными барьерными слоями. Из-за высокой концентрации носителей в активной области, являющейся причиной смещения края фундаментального поглощения (эффект Бурштей - на-Мосса), перепоглощение излучения в активной области светодиода маловероятно |
как правило, имеют сравнительно небольшую толщину, их практически всегда можно считать абсолютно прозрачными.
Перепоглощением света в активной области в месте инжекции носителей тока, расположенной под верхним контактом, можно также пренебречь. Поскольку ток носителей в активную область, как правило, имеет большую плотность, квазиуровни Ферми для электронов и дырок поднимаются к краям соответствующих зон, что и показывает рис. 9.2. Поэтому при больших значениях инжекционного тока активная область прозрачна для излучения с энергией, близкой к ширине запрещенной зоны.
Однако следует отметить, что равновесное состояние в активной области достигается в местах достаточно удаленных от места инжекции тока. Именно в этих участках возможно поглощение излучения, генерируемого здесь же в активной области. Для компенсации оптических потерь из-за перепоглощения излучения внутри активной области эти места должны обладать как можно более высоким внутренним квантовым выходом излучения.
