氮化物半导体中间接 Auger 复合的第一性原理计算
材料科学
2015-08-11 v2
摘要
Auger 复合是许多类光电器件中一种重要的非辐射载流子复合机制。微观 Auger 过程可以是直接的，也可以是间接的，后者由额外的散射机制（如电子 - 声子相互作用）介导。声子辅助的 Auger 复合在氮化物材料中特别强，并影响高功率下氮化物光电器件的效率。在此，我们提出了一种用于研究直接带隙半导体中直接和间接 Auger 复合的第一性原理计算形式体系，并将其应用于氮化物材料的情况。我们表明，直接 Auger 复合在氮化物中较弱，无法解释实验测量结果。另一方面，声子和合金无序引起的载流子散射使得间接 Auger 过程能够解释器件中观察到的损耗。我们分析了主导 Auger 复合速率的声子贡献，以及温度和应变对 Auger 系数值的影响。对于实际的缺陷密度，带电缺陷散射辅助的 Auger 过程比声子辅助的过程弱得多，对器件性能不重要。该计算形式体系具有通用性，可应用于其他类光电器件中 Auger 系数的计算。
引用
@article{arxiv.1412.7555,
title = {First-principles calculations of indirect Auger recombination in nitride semiconductors},
author = {Emmanouil Kioupakis and Daniel Steiauf and Patrick Rinke and Kris T. Delaney and Chris G. Van de Walle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.7555},
year = {2015}
}