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半导体外量子效率
根据外量子效率公式（8-28）指出提高外量子效率的主要途径。
公式说明可以通过减少 、 、通过增加 来提高
外量子效率：
1. 减小结深。但把结深减小到距离表面不足一个扩散长度，会使更多的少数载流子引到表面，表面复合中心会俘获注入载流子的一大部分，这样会减小内量子效率。
2.产生 的发光可以使 减小，由于发射的光子具有低于 的能量，因而得到了高效率。
〔（8-28）〕
半导体外量子效率
逸出率：也叫出光效率，定义为P-N结辐射复合产生的光子中出射到晶体外部的百分数。
内量子效率：产生辐射复合的电子数（等于辐射的总光子数）占总的注入载流子数 的百分比。
外量子效率：出射的光子数与总的注入载流子数之比。
3.采用光学窗口。比如在GaAs二极管的顶面上生长一附加的AlGaAs层，因为AlGaAs材料的禁带宽度大于GaAs的禁带宽度，所以发射的光子不会被附加层所吸收。与此同时，在AlGaAs - GaAs界面上的复合中心密度显著的低于没有AlGaAs层的表面的GaAs复合中心密度。因而，距离界面的结深可以做得很小。
4.减少内反射。采用折射率在空气和半导体之间的光学介质，浇注成的半球形圆顶，可使外量子效率增至2-3倍。
画出能带图说明PN结LED工作原理：
答：图8.10。当正向偏压加于P-N结的两端时，载流子注入，使得少数载流子浓度超过热平衡值，形成过量载流子。过量载流子复合，能量可能以光（光子）的形式释放。在光子发射过程中，我们从偏压的电能量得到光能量。这种现象称为注入式电致发光。在P侧，注入的非平衡少数载流子电子从导带向下跃迁与价带中的空穴复合，发射能量为 的光子。在P-N结的N侧，注入的非平衡少数载流子空穴与导带电子复合，同样发出能量为 的光子。
（a）
（b）
VF
图8-10P-N的电致发光结：（a）零偏压，（b）正向偏压
等电子陷阱能够有效地提高GaP的发光效率的物理原理是什么？
等电子陷阱能够有效地提高GaP的发光效率的实际意义在于缓和间接能隙跃迁的选择定则。GaP材料是间接带隙半导体，带间电子跃迁几率是很小，不能实现有效的发光。当氮原子进入GaP取代磷原子形成等电子陷阱时，等电子杂质对电子的束缚是短程力，因此，被束缚的电子定域在杂质原子附近很窄的范围内。电子的波函数在位形空间中的定域是很确定的。根据海森堡测不准关系，电子波函数在动量空间中会扩展到很宽的范围，因而被束缚在等电子陷阱的电子在 空间中从 到 的几率改变，
使电子在 点的几率密度 提高。氮等电子陷阱的引入，使 点出现电子的几率比间接跃迁的GaP材料提高3个数量级左右，从而使电子通过等电子陷阱实现跃迁而无需声子参与，大大地提高GaP:N的发光效率。
8.1 若在GaAs LED中 ，证明与电子电流相比较，空穴扩散电流是可以忽略的。用
证明：
又因为
所以
因此可以说空穴扩散电流与电子扩散电流相比较是可以忽略的。
证明镜像力使肖特基势垒高度降低：
其中
证明：半导体中距金属表面为 的电子受到的镜像力为
电势能为
其中边界条件取为 时， 和 时， 。
（2）
（1）
对于肖特基势垒，这个势能将迭加到理想肖特基势垒能带图上，将原来的肖特基势垒近似地看成是线性的，因而界面附近的导带底势能曲线为
其中 为表面附近的电场，等于势垒区最大电场。总势能为
设势垒高度降低的位置发生在 处，势垒高度降低值为
。令 ，由（3）式得到
（3）
由于
故
（4）
（5）
4-3． 画出金属在P型半导体上的肖脱基势垒的能带结构图，忽略表面态，指出（a） 和（b） 两种情形是整流节还是非整流结，并确定自建电势和势垒高度。
解：如下图所示
A.
B.
4-10．（a）推导出在肖特基二极管中 作为电流密度的函数表达式。假设少数载流子可以忽略。
（b）倘若在300K时，一般地V=0.25V以及 ，估计温度系数。
解：（a）
(b) 由(a)的结论知道，温度系数为（b可不作）

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