рівання зразка використовується електричний нагрівач. Температура фіксується мідь-константановой термопарою.
2 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ
Спектри електролюмінесценції, досліджених нами світлодіодів представлені на рис. 3-4. br/>
В
Рис. 3, а. Спектри випромінювання (ЕЛ) В«фіолетовогоВ» світлодіода при Т = 300 К в залежності від величини струму I , mA : 4.1; 11.9; 15.2.
В
Рис. 3, б. Спектр випромінювання (ЕЛ) В«фіолетовогоВ» світлодіода при Т = 90 К в залежності від величини струму I mA : 2.76; 4.53; 6.7; 15.8
В
Рис. 4, а. Спектри випромінювання (ЕЛ) В«жовтогоВ» світлодіода при Т = 300 К, величина струму I = 12.9 mA
В
Рис. 4, б. Спектр випромінювання (ЕЛ) В«жовтогоВ» світлодіода при Т = 90 К в залежності від величини струму I mA : 0.23; 1.0; 2.15; 3.7
Вольт-амперні і люкс-амперні характеристики світлодіодів представлені на рис. 5-8, а температурні Залежно струмів і інтенсивності їх випромінювання на рис. 9-10. br/>В
Рис. 5. Вольт-амперні характеристики В«фіолетовогоВ» світлодіода
В
Рис. 6. Люкс-амперні характеристики В«фіолетовогоВ» світлодіода
В
Рис. 7. Вольт-амперні характеристики В«жовтогоВ» світлодіода
В
Рис. 8. Люкс-амперні характеристики В«жовтогоВ» світлодіода
В
Рис. 9. Температурні залежності струму В«фіолетовогоВ» світлодіода і інтенсивності його випромінювання
В
Рис. 10. Температурні залежності струму В«жовтогоВ» світлодіода і інтенсивності його випромінювання
Отримані експериментальні дані показують, що з пониженням температури у В«фіолетовихВ» світлодіодів спостерігається зменшення інтенсивності випромінювання (рис. 3 і рис. 9) і ізменгеніе механізму протікання струму (рис. 5). Для виведення даного світлодіода в робочий режим при 90 К необхідно збільшувати величину робочої напруги в два рази. Зростання напруги живлення світлодіода призводить до S-подібної вольт-амперної характеристиці (рис. 5), що свідчить про В«шнуруванняВ» струму протікання.
У В«жовтогоВ» світлодіода температурна залежність інтенсивності випромінювання має більш складний вигляд (рис. 10), при 90 К інтенсивність випромінювання стає більше, ніж при 300 К (порівняй рис. 4а та 4б). При цьому, спектр випромінювання складається з квазідіскретних смуг. Для виведення світлодіода в робочий режим при 90 К необхідно збільшувати напругу живлення більш, ніж у два рази.
3 ІНТЕРПРЕТАЦІЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ
Випромінювальна здатність В«фіолетовихВ» світлодіодів, виготовлених на основі pn-гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN з квантовими ямами (рис. 11), визначається інтенсивністю процесів тунельної випромінювальної рекомбінації [2]. Туннелирование
В
Рис. 11. Енергетична діаграма гетероструктури типу InGaN / AlGaN / GaN c одиночній квантовою ямою InGaN . Стрілкою показаний тунельний перехід електронів з квантової ями в p -область з випромінюванням кванта світла
В
Рис. 12. Енергетична діаграма p - n + - структури на основі GaP . Стрілкою показаний перехід електронів при анігіляції екситонів з випромінюванням кванта світла
Носіїв заряду з квантових ям носить активаційний характер і залежить, як від величини електричних полів в гетероструктурі, так і від температури. Отримані нами експериментальні результати, швидше за все є наслідком того, що при зниженні температури туннелирование носіїв заряду з квантових ям зменшується, і інтенсивність випромінювання світлодіода падає (рис. 3 та 9).
Зниження температури проводить до того, що в силу зменшення енергії термічної іонізації, у квантових ямах інжектовані носії заряду заповнюють не тільки нижні, але і верхні квантові рівні. Йде накопичення електричного заряду в квантових ямах, що супроводжується зростанням внутрішнього електричного поля в гетероструктурі. Коли величина поля досягає критичного значення, настає тунельний В«пробоюВ», що супроводжується шнуруванням струму (S-подібна ВАХ на рис. 5) і різким збільшенням інтенсивності випромінювання (рис. 6).
В«ЖовтіВ» світлодіоди виготовляються з pn-гомоструктур на основі фосфіду галію (рис. 12). Основним механізмом випромінювальної рекомбінації в них є екситонні [3]. Спектри випромінювання екситонів складаються з серії вузьких смуг. Внаслідок температурного розширення спектральних смуг при Т = 300 К спектр випромінювання В«жовтогоВ» світлодіода складається з однієї смуги зі слабо вираженою структурою (рис. 4, а). При зниженні температури від 300 д...
