Механизм генерации излучения в полупроводниках.

Физической основой полупроводниковых излучателей является люминесценция. Под люминесценцией понимают электромагнитное нетепловое излучение, обладающее длительностью, значительно превышающей период световых колебаний.Люминесценция включает два основных этапа. На первом под
воздействием возбуждающей энергии происходит генерация носителей заряда. Этот этап определяет тип люминесценции. На втором этапе генерированные носители заряда рекомбинируют на центрах рекомбинации. Выделяющаяся при рекомбинации энергияпревращается либо в оптическое излучение, либо в теплоту.В зависимости от вида энергии, возбуждающей люминесценцию, различают фото,электролюминесценцию и другие виды.

Инжекционная электролюминесценция,т. е. генерация оптического излучения в p–nпереходе, объединяет два процесса: инжекцию носителей и собственно электролюминесценцию. С помощью инжекции обеспечивается создание неравновесных носителей заряда.
При контакте однородных полупроводников с разными типами электропроводности уровень Ферми EF в равновесном состоянии должен быть единым. Это приводит к искривлению зон и образованиюпотенциального барьера, как на рис. 2.11.

Основная масса дырок из p-слоя, где их много, диффундируют
слева направо в область перехода, но не могут преодолеть потенциальный барьер и, проникнув в переход на некоторую глубину,снова возвращаются в p-слой. Дырки n-слоя, как пузырьки, легко«всплывают» ко дну валентной зоны и образуют дрейфовый потоксправа налево.
Этот поток уравновешивается встречным диффузионным потоком дырок p-слоя, имеющих большую энергию и способных пре+
одолеть потенциальный барьер. Аналогичная картина в движении
электронов: электроны p-слоя свободно скатываются в n-слой — этодрейфовый ток. Этот электронный поток уравновешивается потоком электронов n-слоя, обладающих большой энергией. При приложении прямого напряжения потенциальный барьер понижаетсяи появляются диффузионные токи как дырок, так и электронов,т. е. увеличивается инжекция неосновных носителей:дырок —вn-область, электронов — в p-область.