光电器件（发光器件）特征与发光特性介绍
外量子效率
100电子进去，有80个光子产生这是内量子效率
光子跑到外面，比上初始的100个电子，叫做外量子效率
等于内量子效率乘以耦合效率
对于LED来讲是光提取效率，<1
会有三部分损耗
1. LED由多层结构组成，有的材料带隙非常小，光子就会被吸收掉
2. 会有菲涅尔反射
由于提取效率里面会有全反射问题
LED发光还有其他因素，光子是不一样的，蓝光和红光是不同的
有两个效率定义：功率定义和发光定义
发光效率是考虑到人眼的特性，最大的luminous efficiency，人眼的敏感度最高是683
需要直接带隙材料
发光的波长可以实现200nm~40000nm
直接带隙主要分布在35族元素
晶体结构主要是金刚石结构和闪锌矿结构
金刚石就是两个面心立方，两个面心立方沿着对角线位移
金刚石结构用两个元素，会变成闪锌矿结构
四族材料一般是间接带隙，就不太容易用来发光了
我们之前讲过纯GaAs大概800nm左右，处于近红外范围
我们一般会进行掺杂磷元素，但是有限制
这里面很多材料，取决于不同类型，会用到不同地方
发光里面根据带隙大小用到不同颜色发光
对于可见光来说，我们会使用三元体系，慢慢调节开
GaN，ZnO是六方密排结构，属于间接带隙材料
间接意味着发光效率非常低了
不发光我们掺杂别的杂质来影响
对后续的激光器来说，二元变成三元，会带来另一个问题，影响材料体系的折射率
不同比率，设计要改变
材料的实现
1. 直接生长出大的单晶
2. 外延生长
在原先的单晶衬底上继续往外长
长的过程中我们要控制尽可能少的缺陷，减少引起的不利因素
外延分两种：同质外延与异质外延
外延：小带隙材料生长大带隙材料
问题在于一般不会有相同的晶格常数，就会有应力的存在，很容易造成容易剥离
对于材料体系来说，AlGa都是阳离子，可以调控
可以形成很好的辐射性跃迁
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