第七章 复合发光
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α(hν ) = A (hν − Eg )
* 1 2
α~ ν
曲线为直线
间接带半导体
• 价带顶和导带底的 值不同 价带顶和导带底的k值不同 • 电子从价带跃迁到导带不仅 能量发生变化， 能量发生变化，动量也发生 变化 • 声子参与 声子参与——吸收或发射声 吸收或发射声 子
k：声子的波矢 ：
• 跃迁概率低
6 激子的复合
激子就是束缚在一起的电子—空穴对 激子就是束缚在一起的电子 空穴对 激子的能量小于禁带宽度，减小的部分能量称为激子的结合能 激子的能量小于禁带宽度，减小的部分能量称为激子的结合能 激子在晶体某一部分产生后，可以在晶体中传播，传输激发能， 激子在晶体某一部分产生后，可以在晶体中传播，传输激发能， 但并不传输电荷， 但并不传输电荷，对电导率没有贡献
按照电子跃迁的方式分类
带间复合 边缘发射 激子复合 复合发光 通过杂质中心的复合 通过施主—受主对的复合 通过施主 受主对的复合 通过等电子陷阱的复合
2、半导体能带结构及光学跃迁 、
直接带 间接带 简化的能带模型
本征吸收
• 价带电子吸收一个光子跃迁到导带 • 光子的能量应不小于材料的禁带 • 能量守恒
直接带材料跃迁过程不需要声子的参与， 直接带材料跃迁过程不需要声子的参与，具有 较高的发光效率
高效的发光二极管大都是直接带材料
（1）直接利用直接带材料，如GaAs、InP、ZnSe等 ）直接利用直接带材料， 、 、 等 （2）利用窄禁带的直接带材料和宽禁带的间接带材料，以得到 ）利用窄禁带的直接带材料和宽禁带的间接带材料， 禁带较宽的直接带材料 导带底结构随组分而变，到达某一组份后， 导带底结构随组分而变，到达某一组份后，直接带开始变为 间接带——转变点 转变点 间接带 如： In1-xGaxP，GaAs1-xPx，In1-xAlxP，AlxGa1-xAs等三元化合物 ， ， 等三元化合物
几种混晶材料的转变点与禁带宽度
材料
GaAs1-xPx
xc 0.46 0.31 0.70 0.40
（eV） ） 1.99 1.90 2.18 2.23
AlxGa1-xAs In1-xGaxP In1-xAlxP
当x<xc时，为直接带发光效率高 时为间接带， 当x>xc时为间接带，发光效率大大降低
5 边缘发射
发光中心
中的V 自激活兰色发光带） 如ZnS中的 Zn（自激活兰色发光带） 中的
杂质缺陷型发光中心
由激活剂离子或者激活剂离子与其它缺陷组成的缔合缺陷形成 基质在灼烧过程中要加进适当的激活剂杂质 发光的性质主要由激活剂来决定 中发光中心为Mn 如ZnS: Mn中发光中心为 Zn 中发光中心为
结构型缺陷， 结构型缺陷，如p-GaAs中VGa 中 无辐射复合中心 杂质缺陷， 杂质缺陷，如ZnS中Fe、Co、Ni 中 、 、
Ei = Eg − (ED + EA )
• 终态能量wk.baidu.com
– 跃迁后：施主中心留下一个等效正电荷，受主 跃迁后：施主中心留下一个等效正电荷， 中心留下一个等效负电荷 – 终态能量即为电势能
Ef = −e2 / 4πεr
• 跃迁辐射能量
Er = Ei − Ef = Eg − (ED + EA ) + e2 / 4πεr
2 −1
(6)
3、 缺陷及其对发光的影响 、
一、点缺陷 空位 填隙原子 位错原子 化合物 同时存在空位或填隙原子 杂质原子替位 杂质原子填隙 、 、 、 、
点缺陷可以形成辐射复合中心， 点缺陷可以形成辐射复合中心，也就是发光中心 也可以形成无辐射复合中心或陷阱
结构缺陷型发光中心
由晶格本身的结构缺陷如空位、 由晶格本身的结构缺陷如空位、填隙原子等形成的 决定这类发光中心性质的是晶格本身的结构缺陷
• 间接跃迁光吸收系数
– 吸收一个声子
2
Ep α(hν ) = A(hν − Eg + Ep ) exp K T −1 B
−1
(5)
– 发射一个声子
− Ep α(hν ) = A(hν − Eg − Ep ) 1− exp K T B
rB：波尔半径
r越小，发射光的波长越短，跃迁得概率越大，寿命越短，发光的衰减就越快 越小，发射光的波长越短，跃迁得概率越大，寿命越短， 越小
• GaP:S(donor),Si(acceptor)的发射光谱
GaP：面心立方晶格，S、Si替代 位置 ：面心立方晶格， 、 替代 替代P位置
r = m a （m = 1 2， 12，，， L ，3L 13 15 16 ） 2
产生520nm的边缘发射 产生 的边缘发射
边缘发射通常伴随着声子发射
第一级谱峰为电子—空穴复 第一级谱峰为电子 空穴复 合发射一个光子而没有声子 参与
第二级谱峰为发射一个光 子的同时发射一个声子
第（n+1）级谱峰为发射一 ） 个光子的同时发射n个声子 个光子的同时发射 个声子
立方（ ）和六角（ ） 晶体的边 立方（α）和六角（β）ZnS晶体的边 缘发射光谱
7 通过杂质中心的复合
1 激发产生自由电子和空穴，很快驰豫到导带底 激发产生自由电子和空穴， （价带顶）——光电导 价带顶） 光电导 2 导带电子在导带中扩散，可以被陷阱 俘获 导带电子在导带中扩散，可以被陷阱D俘获 3 落入陷阱的电子也可以通过热扰动从 再跃迁 落入陷阱的电子也可以通过热扰动从D再跃迁 回到导带 4价带空穴被未电离的发光中心 俘获 价带空穴被未电离的发光中心A俘获 价带空穴被未电离的发光中心 5 俘获在 上的空穴也可以通过热扰动从 再跃 俘获在A上的空穴也可以通过热扰动从 上的空穴也可以通过热扰动从A再跃 迁回到价带 6 导带电子和发光中心 上的空穴复合产生发光 导带电子和发光中心A上的空穴复合产生发光 通过杂质中心的复合模型
第七章 复合发光
本章内容
• 半导体中的缺陷 • 直接带与间接带半导体 • 半导体中复合发光的分类及各自的特点
1、复合发光的分类 、
复合发光可直接由带间的电子和空穴的复合而产生， 复合发光可直接由带间的电子和空穴的复合而产生，也可通过发光中心 复合而产生 复合发光的发光中心可由晶体自身的缺陷、 复合发光的发光中心可由晶体自身的缺陷、掺入的杂质以及杂质的 聚合所形成
• 一个电子被等电子中心 俘获 • 库仑力作用再吸附一个 空穴形成激子 • 电子和空穴被高度定域 化，K空间范围延伸 空间范围延伸 • GaP:N的辐射跃迁概率 的辐射跃迁概率 是GaP:S的100倍以上 的 倍以上
GaP:N 的能带结构
思考题
• 半导体中存在哪些种类的缺陷，对发光性 能有何影响？ • 为什么发光二极管需要采用直接带半导体 材料？ • 什么是等电子中心？ • D—A对的发光有何特点？ • 何为激子，激子发光有何特点？
未激活的ZnS、 等材料在低温下受到激发后， 未激活的 、ZnO、CdS等材料在低温下受到激发后，在本征吸收边附近 、 等材料在低温下受到激发后 出现的发光是由许多狭窄的等距离谱线组成。 出现的发光是由许多狭窄的等距离谱线组成。这种发光称为边缘发射 边缘发射的光子能量总比禁带宽度小 被认为是一个价带中的空穴和一个俘获在浅施主上的电子的复合
发光过程
导带电子俘获在定域能级 上，然后由这些定域能级 上的电子和价带的空穴复 合发光
定域能级应当是晶体的物理缺陷（空位或间隙） 定域能级应当是晶体的物理缺陷（空位或间隙）引起的
实验证实
加速电子轰击CdS，（能量大于在 ，（能量大于在 中产生S空位的能量 用115KeV加速电子轰击 加速电子轰击 ，（能量大于在CdS中产生 空位的能量 中产生 阈值），在 阈值），在CdS中产生空位或间隙 ）， 中产生空位或间隙
a： 晶格常数 ：
激发停止后， 激发停止后，D—A对的发光光谱随时间的延长应逐渐向长波方向移动 对的发光光谱随时间的延长应逐渐向长波方向移动
GaP:S,Si 的时间分辨发射光谱
为什么？ 为什么？
10 等电子中心发光
• 等电子中心 等电子中心——化合物半导体中的杂质中心，其化合价与 化合物半导体中的杂质中心， 化合物半导体中的杂质中心 所替代元素相同 – GaP:N；GaP:Bi ； • 电子亲和势不同，原子半径上有差异 电子亲和势不同， – 局域化的等电子中心 局域化的等电子中心——自由电子或空穴可以吸附到 自由电子或空穴可以吸附到 等电子原子上 • 对红色和绿色发光二极管的商品化起到了巨大的推动作用
8 通过施主—受主对的复合 通过施主 受主对的复合
• 若将施主和受主同时掺入同一半导体，两者可能通过库仑 若将施主和受主同时掺入同一半导体， 力作用束缚在一起，形成施主 受主对 受主对（ 力作用束缚在一起，形成施主-受主对（DAP） ） • 离化的施主和受主可以分别束缚电子和空穴，跃迁复合产 离化的施主和受主可以分别束缚电子和空穴， 生施主受主对特征发射光谱 • Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ化合物半导体 Ⅴ Ⅵ
替位Zn 在价带上产生受主能级， 替位Zn 如ZnS:Cu,Al中，Cu+替位 2+，在价带上产生受主能级，Al3+替位 2+，在 中 导带下产生施主能级，它们形成施主 受主对 导带下产生施主能级，它们形成施主—受主对
• 能量状态
– D+可能从导带俘获一个电 子，A-从价带俘获一个空 穴，形成D+A-eh（施主 形成 （施主受主对联合中心， 受主对联合中心，简称施 受主对） 主-受主对） 受主对 – 初态能量为
(h / 2m )k = (h / 2m )k + hν
2 ∗ 2 f 2 ∗ 2 i
(1)
• 动量守恒
hk f = h(ki + q) hk f = hki
(2)
电子的波数大约为10 电子的波数大约为 8cm-1
光子的波数大约是105 -1 忽略光子的动量 光子的波数大约是 cm
直接带半导体
• 价带顶与导带底位于 k=0的位置 的位置 • 电子直接从价带跃迁 到导带， 值不变 到导带，k值不变
r： D-A距离，取离散值 ： 距离， 距离
• D—A对的跃迁概率与电子和空穴波函数重叠区 对的跃迁概率与电子和空穴波函数重叠区 域的平方成正比 • 一般来说，施主上电子波函数的伸展范围比受 一般来说， 主上空穴的波函数伸展范围要大得多 • 施主上电子波函数随 变化按指数规律衰减 施主上电子波函数随r变化按指数规律衰减 • D—A对的跃迁概率 对的跃迁概率
能在晶体中运动的激子称为自由激子 能在晶体中运动的激子称为自由激子 受束缚的激子称为束缚激子， 受束缚的激子称为束缚激子，不能再在晶体中自由运动 束缚激子 束缚激子的能量低于自由激子的能量
电子和空穴结合成自由激 子释放出的结合能为
n=∞ n=2 n=1
激子的类氢能级
激子释放能量的方式
1）运动着的激子通过电子和空穴复合，辐射出光子和声子，并保持动 ）运动着的激子通过电子和空穴复合，辐射出光子和声子， 量和能量的守恒 谱线锐、吸收强、效率高等特点，有利于产生激光 谱线锐、吸收强、效率高等特点，有利于产生激光 激发密度足够高，采用合适的谐振腔，就可以得到激光 激发密度足够高，采用合适的谐振腔， 2）通过声子散射、碰撞离化、缺陷散射和场离化等形式，激子离解成 ）通过声子散射、碰撞离化、缺陷散射和场离化等形式， 一对自由电子和空穴 3）发射声子而损失掉能量 ） 4）激子把能量交给杂质，而得到能量的杂质以辐射的或无辐射的方式 ）激子把能量交给杂质， 或将能量转移给另一个杂质的途径损失能量
二、线缺陷（位错） 线缺陷（位错）
形成陷阱能级
导致杂质的不均匀分布
禁带宽度变化
晶格受压缩的地方， 晶格受压缩的地方，禁带变宽 晶格伸张部分， 晶格伸张部分，禁带变窄
影响发光效率
无辐射复合或产生不需要的发射带
导致PN结击穿 导致 结击穿
4 带间复合
导带电子和价带空穴直接复合 产生一个能量等于或大于半导体 禁带宽度的光子 电子和空穴的复合主要发生在能 带边缘 载流子的热分布使得发光光谱有 一定的宽度 辐 射 通常只能在纯材料中观察到 跃 迁 子 过 发 程 射 多 俄 声 歇
* 1 2
α~ ν
曲线为直线
间接带半导体
• 价带顶和导带底的 值不同 价带顶和导带底的k值不同 • 电子从价带跃迁到导带不仅 能量发生变化， 能量发生变化，动量也发生 变化 • 声子参与 声子参与——吸收或发射声 吸收或发射声 子
k：声子的波矢 ：
• 跃迁概率低
6 激子的复合
激子就是束缚在一起的电子—空穴对 激子就是束缚在一起的电子 空穴对 激子的能量小于禁带宽度，减小的部分能量称为激子的结合能 激子的能量小于禁带宽度，减小的部分能量称为激子的结合能 激子在晶体某一部分产生后，可以在晶体中传播，传输激发能， 激子在晶体某一部分产生后，可以在晶体中传播，传输激发能， 但并不传输电荷， 但并不传输电荷，对电导率没有贡献
按照电子跃迁的方式分类
带间复合 边缘发射 激子复合 复合发光 通过杂质中心的复合 通过施主—受主对的复合 通过施主 受主对的复合 通过等电子陷阱的复合
2、半导体能带结构及光学跃迁 、
直接带 间接带 简化的能带模型
本征吸收
• 价带电子吸收一个光子跃迁到导带 • 光子的能量应不小于材料的禁带 • 能量守恒
直接带材料跃迁过程不需要声子的参与， 直接带材料跃迁过程不需要声子的参与，具有 较高的发光效率
高效的发光二极管大都是直接带材料
（1）直接利用直接带材料，如GaAs、InP、ZnSe等 ）直接利用直接带材料， 、 、 等 （2）利用窄禁带的直接带材料和宽禁带的间接带材料，以得到 ）利用窄禁带的直接带材料和宽禁带的间接带材料， 禁带较宽的直接带材料 导带底结构随组分而变，到达某一组份后， 导带底结构随组分而变，到达某一组份后，直接带开始变为 间接带——转变点 转变点 间接带 如： In1-xGaxP，GaAs1-xPx，In1-xAlxP，AlxGa1-xAs等三元化合物 ， ， 等三元化合物
几种混晶材料的转变点与禁带宽度
材料
GaAs1-xPx
xc 0.46 0.31 0.70 0.40
（eV） ） 1.99 1.90 2.18 2.23
AlxGa1-xAs In1-xGaxP In1-xAlxP
当x<xc时，为直接带发光效率高 时为间接带， 当x>xc时为间接带，发光效率大大降低
5 边缘发射
发光中心
中的V 自激活兰色发光带） 如ZnS中的 Zn（自激活兰色发光带） 中的
杂质缺陷型发光中心
由激活剂离子或者激活剂离子与其它缺陷组成的缔合缺陷形成 基质在灼烧过程中要加进适当的激活剂杂质 发光的性质主要由激活剂来决定 中发光中心为Mn 如ZnS: Mn中发光中心为 Zn 中发光中心为
结构型缺陷， 结构型缺陷，如p-GaAs中VGa 中 无辐射复合中心 杂质缺陷， 杂质缺陷，如ZnS中Fe、Co、Ni 中 、 、
Ei = Eg − (ED + EA )
• 终态能量wk.baidu.com
– 跃迁后：施主中心留下一个等效正电荷，受主 跃迁后：施主中心留下一个等效正电荷， 中心留下一个等效负电荷 – 终态能量即为电势能
Ef = −e2 / 4πεr
• 跃迁辐射能量
Er = Ei − Ef = Eg − (ED + EA ) + e2 / 4πεr
2 −1
(6)
3、 缺陷及其对发光的影响 、
一、点缺陷 空位 填隙原子 位错原子 化合物 同时存在空位或填隙原子 杂质原子替位 杂质原子填隙 、 、 、 、
点缺陷可以形成辐射复合中心， 点缺陷可以形成辐射复合中心，也就是发光中心 也可以形成无辐射复合中心或陷阱
结构缺陷型发光中心
由晶格本身的结构缺陷如空位、 由晶格本身的结构缺陷如空位、填隙原子等形成的 决定这类发光中心性质的是晶格本身的结构缺陷
• 间接跃迁光吸收系数
– 吸收一个声子
2
Ep α(hν ) = A(hν − Eg + Ep ) exp K T −1 B
−1
(5)
– 发射一个声子
− Ep α(hν ) = A(hν − Eg − Ep ) 1− exp K T B
rB：波尔半径
r越小，发射光的波长越短，跃迁得概率越大，寿命越短，发光的衰减就越快 越小，发射光的波长越短，跃迁得概率越大，寿命越短， 越小
• GaP:S(donor),Si(acceptor)的发射光谱
GaP：面心立方晶格，S、Si替代 位置 ：面心立方晶格， 、 替代 替代P位置
r = m a （m = 1 2， 12，，， L ，3L 13 15 16 ） 2
产生520nm的边缘发射 产生 的边缘发射
边缘发射通常伴随着声子发射
第一级谱峰为电子—空穴复 第一级谱峰为电子 空穴复 合发射一个光子而没有声子 参与
第二级谱峰为发射一个光 子的同时发射一个声子
第（n+1）级谱峰为发射一 ） 个光子的同时发射n个声子 个光子的同时发射 个声子
立方（ ）和六角（ ） 晶体的边 立方（α）和六角（β）ZnS晶体的边 缘发射光谱
7 通过杂质中心的复合
1 激发产生自由电子和空穴，很快驰豫到导带底 激发产生自由电子和空穴， （价带顶）——光电导 价带顶） 光电导 2 导带电子在导带中扩散，可以被陷阱 俘获 导带电子在导带中扩散，可以被陷阱D俘获 3 落入陷阱的电子也可以通过热扰动从 再跃迁 落入陷阱的电子也可以通过热扰动从D再跃迁 回到导带 4价带空穴被未电离的发光中心 俘获 价带空穴被未电离的发光中心A俘获 价带空穴被未电离的发光中心 5 俘获在 上的空穴也可以通过热扰动从 再跃 俘获在A上的空穴也可以通过热扰动从 上的空穴也可以通过热扰动从A再跃 迁回到价带 6 导带电子和发光中心 上的空穴复合产生发光 导带电子和发光中心A上的空穴复合产生发光 通过杂质中心的复合模型
第七章 复合发光
本章内容
• 半导体中的缺陷 • 直接带与间接带半导体 • 半导体中复合发光的分类及各自的特点
1、复合发光的分类 、
复合发光可直接由带间的电子和空穴的复合而产生， 复合发光可直接由带间的电子和空穴的复合而产生，也可通过发光中心 复合而产生 复合发光的发光中心可由晶体自身的缺陷、 复合发光的发光中心可由晶体自身的缺陷、掺入的杂质以及杂质的 聚合所形成
• 一个电子被等电子中心 俘获 • 库仑力作用再吸附一个 空穴形成激子 • 电子和空穴被高度定域 化，K空间范围延伸 空间范围延伸 • GaP:N的辐射跃迁概率 的辐射跃迁概率 是GaP:S的100倍以上 的 倍以上
GaP:N 的能带结构
思考题
• 半导体中存在哪些种类的缺陷，对发光性 能有何影响？ • 为什么发光二极管需要采用直接带半导体 材料？ • 什么是等电子中心？ • D—A对的发光有何特点？ • 何为激子，激子发光有何特点？
未激活的ZnS、 等材料在低温下受到激发后， 未激活的 、ZnO、CdS等材料在低温下受到激发后，在本征吸收边附近 、 等材料在低温下受到激发后 出现的发光是由许多狭窄的等距离谱线组成。 出现的发光是由许多狭窄的等距离谱线组成。这种发光称为边缘发射 边缘发射的光子能量总比禁带宽度小 被认为是一个价带中的空穴和一个俘获在浅施主上的电子的复合
发光过程
导带电子俘获在定域能级 上，然后由这些定域能级 上的电子和价带的空穴复 合发光
定域能级应当是晶体的物理缺陷（空位或间隙） 定域能级应当是晶体的物理缺陷（空位或间隙）引起的
实验证实
加速电子轰击CdS，（能量大于在 ，（能量大于在 中产生S空位的能量 用115KeV加速电子轰击 加速电子轰击 ，（能量大于在CdS中产生 空位的能量 中产生 阈值），在 阈值），在CdS中产生空位或间隙 ）， 中产生空位或间隙
a： 晶格常数 ：
激发停止后， 激发停止后，D—A对的发光光谱随时间的延长应逐渐向长波方向移动 对的发光光谱随时间的延长应逐渐向长波方向移动
GaP:S,Si 的时间分辨发射光谱
为什么？ 为什么？
10 等电子中心发光
• 等电子中心 等电子中心——化合物半导体中的杂质中心，其化合价与 化合物半导体中的杂质中心， 化合物半导体中的杂质中心 所替代元素相同 – GaP:N；GaP:Bi ； • 电子亲和势不同，原子半径上有差异 电子亲和势不同， – 局域化的等电子中心 局域化的等电子中心——自由电子或空穴可以吸附到 自由电子或空穴可以吸附到 等电子原子上 • 对红色和绿色发光二极管的商品化起到了巨大的推动作用
8 通过施主—受主对的复合 通过施主 受主对的复合
• 若将施主和受主同时掺入同一半导体，两者可能通过库仑 若将施主和受主同时掺入同一半导体， 力作用束缚在一起，形成施主 受主对 受主对（ 力作用束缚在一起，形成施主-受主对（DAP） ） • 离化的施主和受主可以分别束缚电子和空穴，跃迁复合产 离化的施主和受主可以分别束缚电子和空穴， 生施主受主对特征发射光谱 • Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ化合物半导体 Ⅴ Ⅵ
替位Zn 在价带上产生受主能级， 替位Zn 如ZnS:Cu,Al中，Cu+替位 2+，在价带上产生受主能级，Al3+替位 2+，在 中 导带下产生施主能级，它们形成施主 受主对 导带下产生施主能级，它们形成施主—受主对
• 能量状态
– D+可能从导带俘获一个电 子，A-从价带俘获一个空 穴，形成D+A-eh（施主 形成 （施主受主对联合中心， 受主对联合中心，简称施 受主对） 主-受主对） 受主对 – 初态能量为
(h / 2m )k = (h / 2m )k + hν
2 ∗ 2 f 2 ∗ 2 i
(1)
• 动量守恒
hk f = h(ki + q) hk f = hki
(2)
电子的波数大约为10 电子的波数大约为 8cm-1
光子的波数大约是105 -1 忽略光子的动量 光子的波数大约是 cm
直接带半导体
• 价带顶与导带底位于 k=0的位置 的位置 • 电子直接从价带跃迁 到导带， 值不变 到导带，k值不变
r： D-A距离，取离散值 ： 距离， 距离
• D—A对的跃迁概率与电子和空穴波函数重叠区 对的跃迁概率与电子和空穴波函数重叠区 域的平方成正比 • 一般来说，施主上电子波函数的伸展范围比受 一般来说， 主上空穴的波函数伸展范围要大得多 • 施主上电子波函数随 变化按指数规律衰减 施主上电子波函数随r变化按指数规律衰减 • D—A对的跃迁概率 对的跃迁概率
能在晶体中运动的激子称为自由激子 能在晶体中运动的激子称为自由激子 受束缚的激子称为束缚激子， 受束缚的激子称为束缚激子，不能再在晶体中自由运动 束缚激子 束缚激子的能量低于自由激子的能量
电子和空穴结合成自由激 子释放出的结合能为
n=∞ n=2 n=1
激子的类氢能级
激子释放能量的方式
1）运动着的激子通过电子和空穴复合，辐射出光子和声子，并保持动 ）运动着的激子通过电子和空穴复合，辐射出光子和声子， 量和能量的守恒 谱线锐、吸收强、效率高等特点，有利于产生激光 谱线锐、吸收强、效率高等特点，有利于产生激光 激发密度足够高，采用合适的谐振腔，就可以得到激光 激发密度足够高，采用合适的谐振腔， 2）通过声子散射、碰撞离化、缺陷散射和场离化等形式，激子离解成 ）通过声子散射、碰撞离化、缺陷散射和场离化等形式， 一对自由电子和空穴 3）发射声子而损失掉能量 ） 4）激子把能量交给杂质，而得到能量的杂质以辐射的或无辐射的方式 ）激子把能量交给杂质， 或将能量转移给另一个杂质的途径损失能量
二、线缺陷（位错） 线缺陷（位错）
形成陷阱能级
导致杂质的不均匀分布
禁带宽度变化
晶格受压缩的地方， 晶格受压缩的地方，禁带变宽 晶格伸张部分， 晶格伸张部分，禁带变窄
影响发光效率
无辐射复合或产生不需要的发射带
导致PN结击穿 导致 结击穿
4 带间复合
导带电子和价带空穴直接复合 产生一个能量等于或大于半导体 禁带宽度的光子 电子和空穴的复合主要发生在能 带边缘 载流子的热分布使得发光光谱有 一定的宽度 辐 射 通常只能在纯材料中观察到 跃 迁 子 过 发 程 射 多 俄 声 歇