GaN 中的超快热载流子动力学及其对效率下降的影响
材料科学
2017-10-11 v2
摘要
GaN 是照明技术的关键材料。然而，对 GaN 发光器件至关重要的载流子输运与超快动力学尚未被完全理解。我们给出了 GaN 载流子动力学的第一性原理计算，重点关注电子-声子散射以及热载流子的冷却和纳米尺度动力学。我们发现，与电子相比，空穴的 e-ph 散射显著更快；对于具有 0.5-1 eV 初始过剩能量的热载流子，空穴弛豫到能带边缘所需的时间（约 0.1 ps）明显短于电子（约 1 ps）。结果表明，热载流子动力学的这种不对称性源于价带简并、空穴比电子更重的有效质量，以及与价带和导带中不同声子模式耦合的细节。我们表明，热电子的缓慢冷却及其长弹道平均自由程（超过 3 nm）是 GaN 发光二极管中效率下降的一个可能原因。总而言之，我们的工作阐明了 GaN 中热载流子的超快动力学以及效率下降的纳米尺度起源。
引用
@article{arxiv.1703.07880,
title = {Ultrafast Hot Carrier Dynamics in GaN and its Impact on the Efficiency Droop},
author = {Vatsal A. Jhalani and Jin-Jian Zhou and Marco Bernardi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.07880},
year = {2017}
}
备注
Submitted, 10 pages, 4 figures