發(fā)布時間：2022-02-08 14:55

　　從第一個晶體管的發(fā)明、到大規(guī)模集成電路以及各種電子器件的廣泛應用,半導體在日常生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。在半導體的制備過程中,半導體本身或者引入某些種類的雜質(zhì)元素會形成點缺陷。不同類型的點缺陷對基質(zhì)材料的光、電學性質(zhì)有著各種不同的影響,并成為可能的發(fā)光中心。隨著計算方法的發(fā)展,第一性原理計算對半導體中點缺陷電子結構的描述越來越準確。半導體中深雜質(zhì)能級有關的輻射、非輻射復合計算方法也日趨成熟。但是,實驗觀測到的點缺陷相關發(fā)光的波長、強度等物理量和復雜的載流子動力學過程相關,僅對點缺陷單一性質(zhì)的計算無法揭示實驗現(xiàn)象背后的微觀物理機制。鑒于此,我們基于第一性原理計算發(fā)展了相關計算方法,通過考慮半導體中各輻射、非輻射復合通道之間的相互競爭,實現(xiàn)在不采用參數(shù)擬合的情況下,對點缺陷相關發(fā)光的量子效率以及發(fā)光的完整時間分辨光致發(fā)光光譜（TRPL）進行模擬。紅色熒光粉ScVO₄:Bi在白光照明中有著潛在應用;氮化鎵（GaN）是制備藍色發(fā)光二極管（light-emitting diode）的核心材料,在發(fā)光領域起著至關重要的作用。針對這兩種材料中的點缺陷發(fā)光現(xiàn)象,本課題具... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

熒光粉轉換法制備白光LED方案

晶體可以看成是由大量原子組成的凝聚體。如果有兩個原子，當這兩個原子相距很遠時，原子之間沒有力的作用，此時就如同兩個孤立的原子，原子的能級如圖 1-2（a）所示[12]。當兩個原子相互靠近時，每一個二重簡并的能級都將分裂成兩個接近的能級，兩個原子靠的越近，則分裂的越厲害。當考慮有 8 個原子相互靠近，形成凝聚體時，如圖 1-2（b）所示，每個能級將會分裂成 8 個相距很近的能級。由于宏觀的晶體中原子數(shù)目是一個非常巨大的值（1022~1023/cm3），因此體系中分裂出來的能級將非常密集。相鄰能級的能量如此的接近，以至于它們可以被認為是在能量上連續(xù)的帶，稱為能帶。在能量上準連續(xù)的、允許被電子占據(jù)的部分稱為允許帶。半導體材料的允許帶之間一般會隔著一個禁帶，禁帶的大小通常稱為帶隙。禁帶以下的部分一般稱為價帶，禁帶以上的部分一般稱為導帶。在 0 K 下，半導體的價帶是被全部占據(jù)的，導帶是全空的。所謂的寬禁帶半導體，一般是指帶隙值在 2.3 eV 及以上的半導體。典型的寬禁帶半導體有氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、碳化硅（SiC）、金剛石等。

圖 1-3 半導體中的（a）淺施主能級和（b）淺受主能級示意圖[12]。1.1.2 半導體中非平衡載流子的復合半導體中位于價帶中的電子在受到大于帶隙的能量激發(fā)后會躍遷到導帶，并且在價帶中留下空穴，此時載流子處于非平衡狀態(tài)。在一系列微觀過程的作用下，非平衡態(tài)將會向平衡態(tài)過度，從而導致非平衡載流子的復合。非平衡載流子的復合主要分為直接復合和間接復合。如圖 1-4 所示，直接復合是指位于導帶中的電子直接和位于價帶中的空穴復合，從統(tǒng)計學來講，我們通常定義單位時間、單位體積內(nèi)復合掉的電子-空穴對數(shù)為復合率，具體表示形式為[12]：R=Cnp （1-1其中復合率與導帶中的電子濃度 n 和價帶中的空穴濃度 p 有關，上式中的 C 為導帶中的電子和價帶中的空穴的復合幾率。通常情況下，都會存在載流子復合的逆過程，如位于

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Fabrication of extremely thermal-stable Ga N template on Mo substrate using double bonding and step annealing process[J]. 汪青,劉揚,孫永健,童玉珍,張國義.  Journal of Semiconductors. 2016(08)



本文編號：3615267