Файл: Верещагин, И. К. Электролюминесценция кристаллов.pdf

Туннельный механизм может быть использован и для двойной инжекции в однородный полупроводник, который в этом случае лучше поместить между тонкими изолиру­ ющими прокладками (рис. 2.4). Применение этих прокла­ док, на которых падает основная доля приложенного на­ пряжения, приводит к увеличению уровня инжекции по сравнению со случаем, когда они отсутствуют. Этот

0 ©

«туннельно-инжекционный» способ возбуждения электро­ люминесценции был предложен Фишером, Моссом и Жаклевиком с сотрудниками [41, 42]. Опыты, проделанные на образцах сульфида кадмия [43], теллурида и селенида цинка [44, 45], а также арсенида галлия [46], подтвер­ ждают возможность подобного механизма свечения.

В схеме на рис. 2.4 выход носителей из люминофора уменьшается использованием диэлектриков с разным по­ ложением уровня Ферми, когда барьеры для электронов и дырок, входящих в кристалл люминофора, понижены, а для выходящих — повышены. Еще лучшие условия для рекомбинации введенных носителей могут быть соз­ даны при замене металлических электродов на полупро­

27

водниковые, если катодом служит электронный полупро­ водник, а анодом — дырочный. В этом случае против дна зоны проводимости люминофора у анода располагается запрещенная зона дырочного полупроводника и электроны не смогут покинуть люмипофор с помощью туннельного эффекта через диэлектрический слой у анода. То же про­ исходит с дырками у катода.

Если люминофор обладает значительной электропро­ водностью, то достаточно применить одну диэлектриче­ скую прокладку у электрода, инжектирующего неоснов­ ные носители. Свечение в этом случае возникает у катода, если в образец p-типа вводятся электроны, и у анода, если в кристалл с электронной проводимостью инжектицуются дырки. Наблюдавшийся квантовый выход ЭЛ подобного типа невелик (около 1% в опытах с теллуридом цинка р-типа [441), что может быть связано как с присутствием сквозного тока основных носителей, так и с безызлуча­

возможность появления свечения в областях кристаллов, в которых под действием поля произошло накопление неосновных носителей, созданных тепловой генерацией. Подобное"накопление может произойти, если коэффициент инжекции контактов £ (доля тока неосновных носителей в общем токе контакта) достаточно мал. В случае образца с электронной проводимостью с контактами, для которых | ~ 0, дырки не смогут достаточно быстро отводиться электродом и в слое у катода будет создана повышенная концентрация дырок. Соответственно увеличится число рекомбинаций в этой области кристалла. Возникающее свечение по сути дела не является ЭЛ, так как электри­ ческое поле только изменяет условия тепловой генерации

28

уменьшает Др/р0, т. е. эффект накопления может быть заметным лишь в слабо легированных полупроводниках, в которых п0и р 0 близки к щ. На практике весьма трудно получить контакты с | 0,01; обычно металлические кон­ такты на полупроводниках n-типа дают \ = 0,1—0,5

[48]. Скорее можно ожидать появления вспышки, связан­ ной с рекомбинацией созданных теплом носителей, после выключения напряжения, приложенного к изолирован­ ному от электродов кристаллу. Заметная роль поляри­ зации, обусловленной собственными носителями, в чистых изолированных кристаллах кремния отмечена в работе

[49]. В обычных люминофорах с широкой запрещенной зоной, у которых п0^§> щ, эффект накопления носителей не может играть заметной роли.

Наконец, можно представить себе и еще один возмож­ ный механизм возбуждения, существенный прежде всего для порошкообразных люминофоров. Области кристаллов,

вкоторых созданы «горячие» электроны, могут выбрасы­ вать эти электроны за пределы кристалла. Эмиссия элек­ тронов, сопровождающая электролюминесценцию раз­ личных материалов, наблюдалась неоднократно. Если область сильного поля расположена у самой поверхности кристаллов, то электроны могут покинуть его и совершить ионизацию уже в прилегающем соседнем кристалле.

Во многих случаях образцам обычных люминофоров свойственно присутствие на поверхности достаточно высо­ ких энергетических барьеров, т. е. условия для выхода

носителя из кристаллов оказываются благоприятными. В образцах с проводимостью п-типа изгиб зон на поверх­ ности направлен в сторону увеличения энергии электро­ нов и сильное поле у поверхности создается при направ­ лении внешнего поля от объема к поверхности кристалла. В подобных условиях возможен только вывод дырок из данного кристалла в соприкасающийся с ним соседний кристалл.

29