氮化镓中的电子-声子弛豫与激发电子分布
材料科学
2016-09-21 v1
摘要
我们发展了由长期外部辐照高度激发的半导体和绝缘体中的能量弛豫理论。我们推导了激发电子的非平衡分布函数方程。该函数的解分解为两项贡献之和。低能贡献集中在导带底附近的一个狭窄范围内。它具有典型费米分布形式，带有有效温度和化学势。该低能项中的有效温度和化学势由载流子产生强度、电子-声子弛豫速度、带间复合速率以及缺陷上的电子俘获决定。此外，存在一个显著的高能修正。该高能“尾部”大面积覆盖导带。高能“尾部”的形状强烈依赖于电子-声子弛豫速率，但不依赖于复合和俘获速率。我们将该理论应用于辐照 GaN 中电子非平衡分布的计算。GaN 中从价带到导带的光学激发概率以及电子-声子耦合概率由密度泛函微扰理论计算。我们对氮化镓分布函数两部分的计算表明，当电子-声子散射速度与复合和俘获速率相当时，非费米“尾部”的贡献与低能类费米成分的贡献相当。因此高能贡献会本质地影响辐照和高度掺杂半导体中的电荷输运。
引用
@article{arxiv.1512.00584,
title = {Electron-phonon relaxation and excited electron distribution in gallium nitride},
author = {V. P. Zhukov and V. G. Tyuterev and P. M. Echenique and E. V. Chulkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.00584},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 6 figures