Механизм генерации излучения

Основные материалы излучающих ОЭПП (GaAs и тройные соединения на его основе GaAlAs, GaAsP) относятся к прямозонным полупроводникам, в которых разрешены прямые оптические переходы (типа 1 на рис. 3б). Каждый акт рекомбинации при таком переходе сопровождается излучением фотона с длиной волны:

(2.6)

где: - длина волны в мкм; - ширина запрещенной зоны в эВ. Участие третьих частиц при таких переходах не требуется, т.к. импульс частиц сохраняется, поэтому вероятность прямых оптических переходов высока и эффективность люминесценции в прямозонных полупроводниках тоже высока.

Чтобы излучатель работал в области видимого излучения ( = 0,38...0,78 мкм), необходимы полупроводники с = 1,5…3,0 эВ (из (2.6)). Это условие сразу исключает применение германия и кремния для излучающих ОЭПП.

В полупроводниках генерация оптического излучения обычно обеспечивается инжекционной электролюминесценцией. Это генерация оптического излучения в p – n переходе, включающая два этапа: инжекцию носителей и собственно электролюминесценцию. Инжекция обеспечивает создание неравновесных носителей заряда.