Инжекционная электролюминесценция

Приложение внешнего напряжения U, понижающего контактную разность потенциалов, дает возможность части носителей проникнуть в переход и прилегающие к нему области и рекомбинировать с носителями заряда противоположного знака, испуская при этом кванты света. Рекомбинация может происходить также с участием уровней примеси

В общем случае характеристики светоизлучающего p-n-перехода - светодиода могут быть достаточно сложными как из-за того, что рекомбинация может происходить в разных областях перехода с участием уровней разных типов, так и из-за того, что реальные р-n-переходы могут сильно отличаться от идеализированных моделей. Так, например, зависимость яркости свечения B от тока I в общем случае представляет собой кривую, отдельные участки которой описываются формулами вида

B ~ I m,

где m уменьшается с ростом I от m. 2 до m. 0, 5. В рабочем диапазоне токов можно считать, что m = 1.

При прямом смещении p-n-перехода

I = Is exp* eU/ a kT

где Is - обратный ток насыщения, U - напряжение, Т - температура, e - заряд электрона, k - постоянная Больцмана, a - постоянная величина, 1 # a # 2, следовательно,

При объяснении влияния напряжения на яркость необходимо учитывать, что с ростом U не только возрастает I, но при этом часть инжектированных носителей проникает во всеболее отдаленные от p-n-перехода области кристалла, где вероятность безызлучательных процессов может быть иной.

Цвет свечения, возникающего при инжекционной ЭЛ, зависит от материала-основы и природы примесей. Так, широкое распространение получили светодиоды на основе GaP, излучающие в зеленой, желтой и красной областях спектра. Разрабатываются светодиоды на основе ZnSe и GaN, излучающие голубой свет

Существенный прогресс в области физики и технологии эпитаксиальных светодиодных гетероструктур на основе твердых растворов AlGaInN позволил получить в последние годы рекордные показатели светодиодов с инжекционной ЭЛ в зеленом, синем, фиолетовом и ближнем ультрафиолетовом диапазонах спектра. Однако из-за использования дорогостоящих монокристаллических подложек из GaN, SiC и др. и невозможности получения значительной их площади (сотни-тысячи квадратных сантиметров), а также из-за близкой к линейной зависимости B(I) на основе таких светодиодов практически невозможно создать конкурентоспособные многоцветные плоские экраны с размерами, соответствующими массовому применению (телевизоры, дисплеи и т.п.). Эта задача решается с помощью предпробойной ЭЛ.