异质结原理及对应的半导体发光机制

异质结原理及对应的半导体发光机制
异质结原理是指由两种或多种材料组成的不同半导体构成的结构。

它
可以利用两种半导体之间能带结构的差异，实现电子和空穴的注入、传输
和复合，从而实现发光。

异质结发光是一种重要的光电子器件，具有广泛
的应用前景，如发光二极管（LED）、半导体激光器（LD）等。

异质结发光机制主要包括共价键发光、能带发光和电子-空穴复合发光。

共价键发光是最早被发现和研究的半导体发光机制。

在共价键发光中，异质结的两侧半导体材料的禁带宽度不同，电子从宽禁带一侧通过隧穿效
应传输到窄禁带一侧，与窄禁带一侧的空穴复合，从而释放能量并发射光子。

共价键发光的发射光谱范围较窄，通常在近红外到红外区域。

能带发光是将发光材料能带结构的差异转化为发光的机制。

在能带发
光中，异质结的两侧半导体材料的导带和价带的位置不同，能带之间存在
能隙。

当电子从宽能隙一侧的导带跃迁到窄能隙一侧的价带时，释放的能
量将以光子的形式辐射出去。

能带发光的发射光谱范围通常较宽，可以覆
盖可见光和近红外区域。

电子-空穴复合发光是异质结最常见的发光机制。

在这种机制下，电
子从宽禁带一侧注入到窄禁带一侧的导带，与窄禁带一侧的空穴发生复合，并释放能量。

复合可以通过辐射发光、非辐射发光或热失活等方式进行。

其中，辐射发光是最常见的发光方式，同样也是半导体激光器工作的基本
原理。

电子-空穴复合发光具有发射光谱宽、效率高等特点，可用于制备
高效的发光器件。

总之，异质结原理和相应的半导体发光机制在材料和器件的设计中具有重要作用。

研究和应用这些原理和机制，可以开发出更高效、更稳定的发光材料和器件，推动光电子技术的发展。