什麼是施主-受主對發光
固體中形成近鄰或較近鄰的施主-受主對,電子從施主到受主的躍遷所發出的光。施主及受主的濃度要足夠高才能形成對。
施主-受主對(以下簡稱D-A對)的電子躍遷能量E(r)為
式中Eg在帶隙寬度,ED和 EA分別表示孤立的施主和受主(對於相應帶邊)的電離能。q2/εr是在介電常數為ε的介質中的庫侖能,其中q 為電子電量,r表示施主和受主之間的距離。
因為雜質總是佔據點陣中的某些分立位置的,所以式中的r不是連續變數,於是D-A對發光表現為一系列的分立譜線(帶)。D-A對相距很遠時,庫侖項非常小,與此相應的光子能量很小。D-A對的r大於有效玻爾半徑時,躍遷需藉助於隧穿過程,因此r愈大,躍遷機率愈小,其發光強度也愈小;然而,當r很小時,可能存在的D-A對的數目亦相應減少;因此發光強度會在某個r 值達到極大。一般説,當Г >40┱時,D-A對的發射譜線有嚴重的交疊而形成寬譜帶,只有當r在10~40┱之間才能分辨出分立的精細結構。
對於化合物半導體,必須區分兩類D-A對:第一類D-A對的施主和受主都佔據化合物中相同的子陣點,如GaP中的S-Si、Te-Si和 Se-Si對,它們都在P位上,Si是受主。第二類 D-A對中施主和受主分別佔據不同的子陣點,如GaP中的S-Zn、Te-Zn、S-Cd、Se-Cd和Te-Cd對,其中Ⅵ族施主在P位,Ⅱ族受主在Ga位上。上述兩類D-A對中, r取分立數值的規律不同,其發光譜線的位置分佈也不同。
參考書目iams,Physica Status Solidi,Vol.25,p.493,1968.
J. I. Pankove, Optical Processes in Semicon-duclors, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.,1971.
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