GaN中作为非辐射复合中心的碳
材料科学
2025-02-20 v1
摘要
陷阱辅助的非辐射复合已被证明会限制光电器件的效率。虽然 substitutional carbon () 被认为是GaN器件中的非辐射复合中心，但此前尚未描述包含两个电荷态跃迁能级的完整复合周期。在本工作中，我们研究了GaN中由 引起的陷阱辅助复合过程，包括多声子发射（MPE）、辐射复合、陷阱辅助的Auger-Meitner（TAAM）复合以及空穴的热发射。我们的研究展示了在与器件相关的高载流子密度下TAAM过程的关键作用。我们还揭示了预期热发射和辐射复合发挥可观测作用的载流子密度区间。我们的结果强调，超过 10 cm 的碳浓度会对器件效率产生显著影响，不仅在GaN有源层中，在InGaN和AlGaN中也是如此。我们的综合理论体系不仅提供了碳的详细结果，还为评估半导体中参与陷阱辅助复合的多个过程提供了通用框架。
关键词
引用
@article{arxiv.2502.13350,
title = {Carbon in GaN as a nonradiative recombination center},
author = {Fangzhou Zhao and Hongyi Guan and Mark E. Turiansky and Chris G. Van de Walle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13350},
year = {2025}
}