從第一個(gè)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(yīng)用,半導(dǎo)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(dǎo)體的制備過程中,半導(dǎo)體本身或者引入某些種類的雜質(zhì)元素會(huì)形成點(diǎn)缺陷。不同類型的點(diǎn)缺陷對(duì)基質(zhì)材料的光、電學(xué)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(jì)算方法的發(fā)展,第一性原理計(jì)算對(duì)半導(dǎo)體中點(diǎn)缺陷電子結(jié)構(gòu)的描述越來越準(zhǔn)確。半導(dǎo)體中深雜質(zhì)能級(jí)有關(guān)的輻射、非輻射復(fù)合計(jì)算方法也日趨成熟。但是,實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的點(diǎn)缺陷相關(guān)發(fā)光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度等物理量和復(fù)雜的載流子動(dòng)力學(xué)過程相關(guān),僅對(duì)點(diǎn)缺陷單一性質(zhì)的計(jì)算無法揭示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的微觀物理機(jī)制。鑒于此,我們基于第一性原理計(jì)算發(fā)展了相關(guān)計(jì)算方法,通過考慮半導(dǎo)體中各輻射、非輻射復(fù)合通道之間的相互競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)在不采用參數(shù)擬合的情況下,對(duì)點(diǎn)缺陷相關(guān)發(fā)光的量子效率以及發(fā)光的完整時(shí)間分辨光致發(fā)光光譜（TRPL）進(jìn)行模擬。紅色熒光粉ScVO₄:Bi在白光照明中有著潛在應(yīng)用;氮化鎵（GaN）是制備藍(lán)色發(fā)光二極管（light-emitting diode）的核心材料,在發(fā)光領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。針對(duì)這兩種材料中的點(diǎn)缺陷發(fā)光現(xiàn)象,本課題具... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)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(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

熒光粉轉(zhuǎn)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(gè)原子，當(dāng)這兩個(gè)原子相距很遠(yuǎn)時(shí)，原子之間沒有力的作用，此時(shí)就如同兩個(gè)孤立的原子，原子的能級(jí)如圖 1-2（a）所示[12]。當(dāng)兩個(gè)原子相互靠近時(shí)，每一個(gè)二重簡(jiǎn)并的能級(jí)都將分裂成兩個(gè)接近的能級(jí)，兩個(gè)原子靠的越近，則分裂的越厲害。當(dāng)考慮有 8 個(gè)原子相互靠近，形成凝聚體時(shí)，如圖 1-2（b）所示，每個(gè)能級(jí)將會(huì)分裂成 8 個(gè)相距很近的能級(jí)。由于宏觀的晶體中原子數(shù)目是一個(gè)非常巨大的值（1022~1023/cm3），因此體系中分裂出來的能級(jí)將非常密集。相鄰能級(jí)的能量如此的接近，以至于它們可以被認(rèn)為是在能量上連續(xù)的帶，稱為能帶。在能量上準(zhǔn)連續(xù)的、允許被電子占據(jù)的部分稱為允許帶。半導(dǎo)體材料的允許帶之間一般會(huì)隔著一個(gè)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(jià)帶，禁帶以上的部分一般稱為導(dǎo)帶。在 0 K 下，半導(dǎo)體的價(jià)帶是被全部占據(jù)的，導(dǎo)帶是全空的。所謂的寬禁帶半導(dǎo)體，一般是指帶隙值在 2.3 eV 及以上的半導(dǎo)體。典型的寬禁帶半導(dǎo)體有氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、碳化硅（SiC）、金剛石等。

圖 1-3 半導(dǎo)體中的（a）淺施主能級(jí)和（b）淺受主能級(jí)示意圖[12]。1.1.2 半導(dǎo)體中非平衡載流子的復(fù)合半導(dǎo)體中位于價(jià)帶中的電子在受到大于帶隙的能量激發(fā)后會(huì)躍遷到導(dǎo)帶，并且在價(jià)帶中留下空穴，此時(shí)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(huì)向平衡態(tài)過度，從而導(dǎo)致非平衡載流子的復(fù)合。非平衡載流子的復(fù)合主要分為直接復(fù)合和間接復(fù)合。如圖 1-4 所示，直接復(fù)合是指位于導(dǎo)帶中的電子直接和位于價(jià)帶中的空穴復(fù)合，從統(tǒng)計(jì)學(xué)來講，我們通常定義單位時(shí)間、單位體積內(nèi)復(fù)合掉的電子-空穴對(duì)數(shù)為復(fù)合率，具體表示形式為[12]：R=Cnp （1-1其中復(fù)合率與導(dǎo)帶中的電子濃度 n 和價(jià)帶中的空穴濃度 p 有關(guān)，上式中的 C 為導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴的復(fù)合幾率。通常情況下，都會(huì)存在載流子復(fù)合的逆過程，如位于

【參考文獻(xiàn)】：
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(yáng),孫永健,童玉珍,張國義.  Journal of Semiconductors. 2016(08)



本文編號(hào)：3615267