光电工程师社区

标题: 请问发光机制 [打印本页]
作者: darren0613    时间: 2003-3-17 06:17
标题: 请问发光机制
[这个贴子最后由乏味在 2003/03/17 01:03pm 第 1 次编辑]

不好意思喔~
我在读苏廷伟学长的论文~
不过我不懂他发光机制的叙述耶~
请问谁可以帮我解释吗?
谢谢~
                                       
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以下是他的文字叙述~
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图2-3-3 可以用来说明MOS发光二极管中的发光机制[9][16]，而图2-3-2
中的直线代表的是以陈敏璋学长的模型及程序所作的fitting 及各种不同程
序的成分。在导电带中的电子部分和电洞形成激子(exciton)，而部分维持自
由电子电洞对(free pair) 的形式， 但是两部分都会经由放出TO 或
TO+OA(two- phonon)补偿动量差异来完成发光性复合。我们可以在图2-3-2
中找出这四个成分，其中two-phonon 程序产生的机率都较one-phonon 程序
低了许多，而因为波函数重迭的成分较大，虽然室温下的exciton 的数量远
低于free pair，电子电洞对经由exciton 产生发光性复合的机率依旧较大。
电子电洞在发光程序中失去了exciton 结合及phonon 放出的能量，所以量
测到的EL 频谱peak 位置较bandgap 稍低。
作者: wolfgangwoo    时间: 2003-3-17 19:51
标题: 请问发光机制
[这个贴子最后由wolfgangwoo在 2003/03/17 11:53am 第 1 次编辑]

光子的产生来源于电子和空穴的复合。如图所示，可以看到，导带的底部和价带的顶部并不是在k空间的一点上，因此，根据波矢和能量守恒的定律，必须有的三种粒子来参与电子和空穴的复合过程，也就是声子（phonon）。因此，在电子和空穴复合的计算中都要考虑声子的能量。
再者，在原（离）子按周期性排列的晶体中，最低的激发态并不是一个价电子处于导带底，而是与价电子到禁带（bandgap）内某局域态有关。这局域态也就是激子(exciton)态。明显，激子之间的能带宽要小于禁带宽。
由上可知，光子主要来源于自由电子与空穴的复合和激子对之间的复合，不管是那种复合都要考虑发射声子放出的能量，而激子对复合的产生能量本身要小于禁带宽，因此，所测出光的频谱peak 要比禁带低，即所测的波长要大。


作者: freel    时间: 2003-3-17 20:24
标题: 请问发光机制
发光机制根本就是能量转换，只是不同情况下所需的条件不同而已。仔细看些基本的书籍。
作者: darren0613    时间: 2003-3-19 20:57
标题: 请问发光机制
[这个贴子最后由乏味在 2003/03/19 10:19pm 第 1 次编辑]

恩~谢谢你详细的说明!
让我能大致嘹解那图的意思了….
不过能再请问一下…
那图是说间接能隙材料发光性复合的机制原理~
那如果说现在以一个n-type si MOS结构的LED来看….
由于他的发光是~~
电子从导带回到价带与电洞(空穴)复合放出声子所产生的光子~
那请问MOS LED组件再没有给予任何外加电场或能量时…
他组件内部是怎么样的状态呢?
若我们现在用电激发光(可以解释成外加电场吗?)….
当加顺向偏压(+,因为n-type)后~
si基板的多数载子是会跃到导带(得到能量)然后在回到价带复合而发光的吗?
其实这是我最不明白的地方~
搞不懂导带中的电子是从哪来的~
不好意思我一直都没说明白~
我想请问的是MOS结构中氧化层厚度小于100Å的情况~
谢谢了~
作者: darren0613    时间: 2003-3-19 21:04
标题: 请问发光机制
呼呼~~~读光电还真是累呢!!
固态物理,近代物理,半导体物理,光电等~
ㄚ!!还有化学~还有吗??
连我这么混都会觉得累说….
要是卯起劲来拼那怎得了…
对岸的朋友们真是谢谢你们呢!!
老师都说大陆的学生都很拼耶~
可不可以顺便请问一下是不是真的阿?
让我也感受一下你们的气息看会不会比较认真~
呵呵~谢啦!!
作者: ab209    时间: 2003-3-23 05:09
标题: 请问发光机制
窃以为：
氧化层厚度小于100埃主要是出于对加载较低电压就可以产生隧道效应，如果膜层太厚会相应的要求提高加载电压。
在此状态下，在没有外加电场的情况下的能带将取决于扩散浓度及杂质的类型，不过对于其导带底与价带顶是否直接对应我就不清楚了。在加电压发光是的电子来源于所加的电压。
作者: zemax    时间: 2003-3-27 10:29
标题: 请问发光机制
呵呵，半导体的发光机制是比较难理解，物理图象很难搞明白，不过有本黄昆 的固体物理学好象专门有一章就是讲半导体的，写得很好，建议可以读一读，我现在是没时间看了。
作者: 土豆    时间: 2003-4-2 21:42
标题: 请问发光机制

想问一下“氧化层厚度”的不同是否会影响发光的频率？

一般是用是这样来调整发光频率的吗？
还是要选用不同的材料？
总之，怎样才能使二极管发出不同颜色光呢？

另外，想知道这个“空穴”可否理解成是原子核失去电子后表现出的正电性？
或者说是一种“正离子电性”？




作者: zfw0080    时间: 2003-4-3 19:32
标题: 请问发光机制
要讲真正的发光机制，还必须从爱因斯坦的几个概念：自发辐射；受激辐射；受激吸收开始。
作者: ab209    时间: 2003-4-6 15:27
标题: 请问发光机制
窃以为：氧化层的厚度应该和光的颜色没有多大的关系，光的颜色和应该和跃迁的能量有关，所以用一只结构上的二极管发出两种光应该是不能实现的，除非是在封装的时候就装了两种二极管。“空穴”要这么理解也可以。
作者: darren0613    时间: 2003-4-7 08:20
标题: 请问发光机制
光的颜色跟氧化层的厚度无关~
因为颜色不同即是波长λ不同~
有一个公式是Eg=0.24/λ…
所以光的颜色是跟Eg有关~
要是想要改变Eg的话可以参杂其它材质改变…
板主老大~
我说的对吗??
作者: 土豆    时间: 2003-4-7 18:59
标题: 请问发光机制

我打小自己攒单管收音机时，就对这个“空穴”不理解，
如果“空穴”可以这样理解的话，就想通了，
其实导体导电也是由于这个“空穴”作用吧？
否则正电极离的老远，怎么也作用不到负电极的电子上呀，
好在有“空穴”帮忙，
绝缘体就是外层电子不让位（空穴）、不离开（电离），
看来电场力的确与作用距离r关系很大，
另外，这倒有点象是不断的快速“氧化还原反应”？

说起发光也挺有意思，不过半导体发光就只好现找本书念念了，
读书体会：
导体通电后会发热，这个“热”当然也是光了，
“钨”虽然不算是半导体，不过电阻率也较高，
算是准半导体吧，用了很久了，
真空中的“半导体灯泡”还没有见过，按说也可以的？

从理论和实际看，发光需要2个条件：
激发者和被激发者，对于电致发光这似乎是一对矛盾，
因为如果要求激发者---电子众多的话，最好是用导体，
如果希望被激发者---惰性原子众多的话，最好是用绝缘体，
那么半导体或准半导体（钨）看来是个折中的方案了？

为了便于理解，我想先做几个肆意的假设：
1、原子发光频率等于其绕核电子的角频率，
内层电子的公转角频率较高（行星也是如此），
每种元素都有自己的固有角频率谱---光谱，
（氢原子光谱以后再分析，可能与回旋辐射的基频谱与谐波谱有关）
2、电子绕核的切向冲击扰动了某种光介质（以太或暗物质），
绕核电子对介质的冲击强度与其线速度、发光强度成正比，

这样就易于理解一些看似复杂的东西了，
比如说：
1、导体易发热，但不易发光，
因为“导体空穴”只能俘获那些较低速电子，
这样的低速电子要么轻易的就逃跑了，
要么也是以较低的公转角频率绕核旋转---红外辐射，
（导体最外层的电子角频率较低）
只有在电流很大时，才对内层电子产生影响，
内层电子线速度上升，要维持圆周运动（向心力=离心力），
于是只有绕核半径增加，但角频率变化不大，
于是导体整体产生“热膨胀”，内层固有频率的辐射强度增加，

2、惰性气体只在高压下发光，而且亮度可以作的较高，
情况与上面的1相反，不再熬述，
如果惰性气体的发光主要激发的是最外层电子，
那么其发光频率应该是与其原子半径（层数）相关，
即氦的发光固有频率最高，氡最小，
（层数越多，最外层电子的固有角频率越低）

发光频率的这种规律翻译成现在的“能带理论”是：
导带Ec - 介带（满带）Ev =带隙宽度Eg（禁带宽），
带隙宽度Eg越高，发光频率越高，
按前面的分析看，
最外层电子的发光频率显然与其电离能成正比（递增关系），
因为距离核越近的层电子（个数大于1），其电离能也越大，

3、某种半导体的带隙宽度Eg越高，发光频率越高，
按上面的分析可知，要想提高发光频率，
只要选择那些层数少、固有频率高的半导体，
所以“带隙宽度”Eg与半导体的层数有如下关系：

半导体------带隙宽度Eg（温度300K）---最外层  
碳C-----------5.47-------------------2p
硅Si----------1.12-------------------3p
锗Ge----------0.66-------------------4p
锡Sn----------空缺-------------------5p

氮化铝AlN------5.90---------------N是2p
磷化铝AlP------2.45---------------P是3p
砷化铝AlAs-----2.16--------------As是4p
锑化铝AlSb-----1.50--------------Sb是5p

氮化镓GaN------3.37---------------N是2p
磷化镓GaP------2.26---------------P是3p
砷化镓GaAs-----1.43--------------As是4p
锑化镓GaSb-----0.72--------------Sb是5p

氮化铟InN------2.40---------------N是2p
磷化铟InP------1.35---------------P是3p
砷化铟InAs-----0.35--------------As是4p
锑化铟InSb-----0.18--------------Sb是5p

参见：《半导体发光材料和器件》方志烈 , 1992年1月第1版 , 第41页
据书上说其中只有磷化镓GaP发出的是可见光，
要想发出绿光还是不行（发光效率也低），怎么办呢？
掺一点“小原子”呀，比如氮N，
要想发出蓝光呢？书上没说，
如果保持层数不变，比如同周期的氧和氟，
可能担心被夺走电子---氧化的问题？那个氖吧又懒得很，
碳和硼的外层电子电离能可能比氮还低（发光强度就较低），
要不就试试铍？可它属于金属呀，谁来给指点一下？

总的来说，似乎可以这么说：
电离能：可以综合反映出发光固有频率和发光强度的高低，

因为某层的电离能越高，说明该“球层”的半径越小，
于是固有频率就越高，另一方面，
电离能高，说明该层电子数比较接近该层“稳定数”，
一旦出现空穴，空穴的“电归能”（相对“电离能”而言）就较高，
这就允许电子以较高的线速度“膨胀公转”，发光的强度就较高，
因为显然：核向心力 = “电归能力”，

就是说内层电子有高固有频率的潜在素质，
但是其绕核半径小，所以线速度并不算很高，
而且由于有外层电子的保护，不易被碰撞、激发加速，
但是一旦外界激发条件足够，就会表现出其高固有频率和高强度，

另外顺便说一下“介质冲击波”方向性的问题，
任何波介质在受到物体或粒子高速冲击时，
其冲击波有一个特点：冲击波的方向性随粒子的速度递增，
所以按理说，粒子的速度越高，
其产生的介质冲击波的方向性就越好，
所以要想得到方向性好的所谓“激光”，
就要想方设法去激发那些电离能较高的电子，
因为这种电子可以高速绕核旋转，
向某个观察点传出具有高度冲击性、方向性的“介质脉冲”，
而其频率却还是由其绕核角频率所决定的，

这一点与加速器中的“同步辐射”不同，
“同步辐射”的频率取决于近光速电子的速度和回转半径，
类似于“声障”附近的空气介质激波辐射，
是介质冲击波的极高频情况，
（粒子速度较低时的介质冲击波频率也很低，比如子弹和炮弹的呼啸声）
而电子绕核线速度增加的同时，回转半径也在增加，
所以其“同步辐射”的频率不会很高，
随着电子线速度增加，回转半径减小，
物体由膨胀到液化、汽化、最后电离，
总之很难有连续谱的“同步辐射”出现，
同步回旋加速器中的回旋辐射频率（电子角频率）就不会太高了，
因为D型盒的直径难以与原子中的电子轨道半径相比了，
但是由于同步辐射电子的高速，使得它的冲击性更强，
从而方向性、单色性、强度都比原子固有角频率的激光更好，
另外自由电子（导带电子）的对绕核电子（满带电子）的定向撞击
可能会产生绕核电子轨道的椭圆化，这可以增加激光的方向性，
比如气体激光器的高压放电管就是作成细长的，
估计半导体中的主辐射方向是否也会是与电子运动方向（纵向）近似相同的？
这就不止是在纵向加反射层了，最好如同气体激光器那样，
开个纵向的小孔才好？最好是有透明的半导体，
这样应该可以把激光从纵向引出来，可能会更强？方向性更好？

还有，原子在极低温下由于外界辐射能量补充减少，线速度下降，
轨道半径只有收缩，才能维持其固有角速度不变，
这就减少了自由电子与内层电子的碰撞机会---电阻率下降，
内层电子线速度太低时，甚至可能出现内电子层坍塌---超导，
有些低温原子小到会从玻璃容器中流出来---超流体，

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这种经典的古朴假设与“能级跃迁”理论的关系是：
电子在半径r较小的“基态”被电子或以太粒子撞击后，
以螺旋渐开线的轨迹，加速运动到r较大的“激发态”，
加速运动中受到以太阻力作用，自身动能逐渐消耗，
直到向心核力大于离心力，电子又以螺旋渐近线轨道回到“基态”，
这过程中，电子绕核圆频率基本保持不变，变化的是线速度和r，
至于以前所说的经典原子论难以解释电子坠落并未发生的问题，
其实“能级跃迁”理论也同样存在这个问题，
所谓的”基态“显然与“环境辐射场”（温度）有关，
既然电子可以在某环境辐射（温度）下，保持于“基态”不坠落，
那么经典理论中的绕核电子就不能因吸收环境辐射，
同样的保持不坠落吗？

这算是把以前摘的一堆包谷挑拣、整理了一下，
由于对真空、以太、暗物质的探索、了解还很初级，
所以此理论的基础略显薄弱，不过试试看吧，
先自圆其说，实际工作、实验中好用就行？
回顾以前的很多重大成果不都是在“以太假说”下作出的吗？


作者: 土豆    时间: 2003-4-8 19:42
标题: 请问发光机制
修正一点：
电子绕核圆频率基本不变是因为角速度w=v/r，
v增加时，离心力大于核向心力，于是电子产生径向运动，r增加，
所以v/r=w基本不变，

按说此时电子会很容易逃跑，可是类似彗星的情况，
由于核向心力与电子轨道不再垂直，产生了部分减速力，
再就是电子加速运动会有“自感效应”（这与假想的以太介质有关），
是这两方面的因素使得绕核电子不会轻易逃跑，




作者: 土豆    时间: 2003-4-10 08:05
标题: 请问发光机制
现在寻找宽禁带半导体的工作主要集中于III至V族化合物，
这些元素虽也有内层的“高圆频率电子”，
可是由于有较多的外层电子云阻挡，
所以要激发内层电子，就要用较高的激发能量，
因而紫外和兰色的“光发射二极管”一般是大功率的（见后面的附文），
小功率的兰色发光二极管还是见不到（或者哪里已经有买的了？请指点），

我想是否能考虑一下---氢？
（氦和氩好象是发的黄色光，氖--霓虹灯就难说了）
它的光谱在可见光区有三条：红、绿蓝、蓝，
振幅是蓝色最高，红色最小，
它只有一个电子层，容易受到电子撞击而加速，
这就有可能用较小的能量把蓝色圆频率激发出来？
只要那个孤独的绕核电子达到一定的线速度，
估计就会有足够强的蓝光出现？

既然现在可以把氮气中的氮N掺入镓Ga中，形成较高禁带的GaN，
怎么就不能把氢气中的氢H掺入镓中呢？
形成低功率、禁带更高的GaH？

氢气在高温下，可以渗透、溶解、扩散到锗中，
氢在锗Ge中的渗透性随温度指数地增加：
P=2.3*10^19 exp(-47000/RT)
氢分子H2渗入锗中以后，分离成原子H，
参见：鲍尔塔克斯著 , 《半导体中的扩散》 ,
科学出版社 , 1964年11月第1版 , 第199页 （超星下载）

那么氢气对镓也应该有类似的情况？
不过由于氢原子的“独生子”轻易不出门的，
所以它不参与导电，所以掺多了可能会影响电子运动，
掺少了可能发光强度又不够，怎么办呢？
是否可以考虑只在半导体的“成结面”上掺入氢H？
这样“结”处的“氢层”很薄，电子可以很容易的穿过，
电子又可以在“氢层结”处与氢原子充分碰撞，
估计就可以很好的激发出蓝光了？

不知道氢气在导体中的渗透情况如何，
如果可以在两块导体间形成“氢层”，不是也很好吗？
导体提供高速电子，电子穿过“氢层”时，
就与氢原子激烈碰撞、发出蓝光，
除非存在一种情况：
导体中的电流增加只是电子通过某截面的数量增加，
而电子在导体中的速度并不增加多少，
这也不是不可能的，
因为导体中金属原子的“电归能”与“电离能”一样较半导体低，
而半导体中的外层绕核电子一旦电离，就会以较高的速度射出，
所以其中的电子速度也较半导体低一些？
这对“发光原子”的被激发很重要，先作为一种猜测吧，还请多指点，

估计要用低功率使原子某固有圆频率的振幅强度达到可观察的程度，
有几点需要考虑：
1、电子尽量与最外层的绕核电子直接碰撞（尽量选择外层圆频率），
2、保证电子有足够的碰撞速度（与空穴“电归能”的加速效果有关？），
3、发光原子在发光处要有一定的密集度（增加被撞几率），
4、但是“发光原子”的掺入量又不能太多，否则会影响电子速度，


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附一篇参考文章摘要：
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《高速电子与微波器件》2000年第三期
文章编号：1007-4252(2000)03-0218-10

氮化镓基电子与光电子器件

李效白

(专用集成电路国家重点实验室，石家庄050002)

摘要：GaN具有宽禁带、高击穿电压、异质结沟道中高峰值电子漂移速度和高薄层电子浓度等特点，是大功率和高温半导体器件的理想化合物半导体材料。宽禁带III-V族化合物半导体的性能和研究进展已经使大功率紫外光/蓝光/绿光光发射二极管走向商业市场，证明InGaAs/GaN/ALGaAs紫罗兰色异质结激光器能够在室温和脉冲或连续波条件下工作，是性能优越的光电器件的理想材料。本文综述了上述研究成果。

关键词：氮化硅；发光管；激光管；场效应管；异质结双极晶体管

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加注：氮可发出绿色和紫色（高能下）的光，却刚好跳过了蓝光，



作者: ab209    时间: 2003-4-10 20:55
标题: 请问发光机制
想法很好，不过GaN不是把N掺杂到Ga里，一般用的方法是MOCVD，通过反应生成GaN，现在大家似乎都把希望寄托在量子阱器件上，因为这样调节Eg比较容易实现。
作者: 土豆    时间: 2003-4-11 23:06
标题: 请问发光机制
多谢鼓励，
MOCVD是气相外延（气相覆盖？）的意思吧？好象和镀膜也差不多？
认真看了一下书，那个N大概是在氢气把镓Ga带向衬底时，通以NH3，
可惜在700-800度的情况下，氢的渗透性可能不太大，
是否可以在更高温度、高压下就可以在Ga的表面获得一定浓度的渗透H呢？
总之想办法把H作为被激发原子加入到半导体里去，估计是个思路，

或者考虑用有机CH化合物薄膜作发光层，也很不错，
这也符合纳米级电子器件的发展趋势，
比如：
“美国西北大学的T. Marks等[8]用氯硅烷功能化的三芳胺和联苯类小分子
通过共价键自组装成高度有序、平整度好的薄膜，
用此薄膜构筑的LED能够发出电视荧光屏一般亮的蓝光。”
http://www.hxtb.org/col/1999/c99021.htm

量子阱理解起来稍微困难一点了，
不过是否可以暂时简单理解为如果原子在一定条件下，
如同太阳系是有一个公转平面的话，就会出现一个扁平原子，
电子很难穿过这个“扁平面”，
但可以如同彗星那样轻易的在行星公转平面的垂直方向穿行，
只要条件合适，比如近核掠过、两轨道平面夹角较小，
也可能出现线速度不低（发光强度较高）的内层高圆频率光，
这也不错，既然内层电子不容易被撞击到，
就向原子内层安装上一个高速电子？
不过我还是不很理解：
“这些量子阱令电子及电洞得以自由地通过平行于该量子阱平面的两维空间，
却无法通过垂直的空间。”

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最初的GaN蓝色发光二极管金属—绝缘体—半导体（MIS）—蓝宝石，
包括后来的P-N结和双异质结蓝光二极管其实都要通过蓝宝石衬底的滤光作用，
如：
“氮化镓是一种直接跃迁型半导体，室温带隙宽度Eg＝3．39eV，
Eg的温度系数为-6.7*10^-4eV/K。晶体结构属纤锌矿型，
目前主要作为三基色之一的蓝光器件材料开展研究，并取得了较大进展，
制得了可以实用的蓝色发光器件，发光波长490nm，典型工作电压7．5V，
在10mA下具有2mcd的典型光输出，最高已达10mcd。
效率只达到0.03-0.1%。在蓝宝石上用气相外延方法制造氮化镓单晶层，
但能得到N型材料，得不到P型，掺锌只能得到高阻I层。目前的器件
是MIS结构，即金属—高阻绝缘层—半导体N层。
氮化镓是一种很有希望的材料，如能做成P型，以制得PN结，可获得更高的效率。
外延层结构和器件形状如图5—19。”
参见：方志烈 , 《半导体发光材料和器件》 , 1992年1月第1版 , 第101页

注：图中各层顺序为：金属—高阻绝缘层—半导体N层—蓝宝石，
光是通过蓝宝石后发出的，因为490nm显然不属于蓝光区，所以要用蓝宝石滤光，

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下面是近年来的发展趋势：
“相对于比较成熟的、已经商品化的红、绿色LED而言，蓝色LED还处于研发阶段。蓝色LED不仅是全色显示不可替代的光源之一，也是研制用于高密度信息存取的蓝色半导体激光器的关键。对蓝色LED材料和器件的研究和开发一直是一个十分活跃的领域。

技术上的突破使GaN材料和器件的研究取得了长足进展。在器件的制造方面，经历了从金属—绝缘体—半导体（MIS）到P-N结，双异质（DH）结，单量子阱（SQW)结构和多量子阱（MQW）结构的发展过程。
美国的Gree公司对上述结构进行改进，用导电的SiC衬底代替绝缘的蓝宝石衬底，
得到的蓝光LED输出功率也可达1.4mW，

用GaN基制造LED的量子阱结构的器件有广阔的发展前景。单量子阱结构的LED比异质结构的同类器件有更高的输出功率和更窄的发射谱带。如Nakamura等人，采用厚度为3纳米的InGaN的单量子阱结构，获得了较好性能的超紫外光、紫光、蓝光、绿光和黄光。在20mA注入电流下，发光强度为2.5cd。通过改变热阱层InGaN中铟的摩尔数，还可获得高效率超亮度的绿色GaN　LED，从而填补了没有高亮度绿色LED的空白。由于人眼对绿色的高敏感性，其对应的光亮度可达12cd，这比目前市售的GaP绿色LED（0.1cd）高出约100倍。目前日亚公司开始批量生产2cd和6cd的单量子阱GaN蓝色和绿色LED。这意味着蓝色发光LED进入了一个新的发展阶段。 ”
参见：
http://www.xminfo.net.cn/xmkj/2001/5/2001503.htm

InGaN的单量子阱结构是否还需要蓝宝石衬底滤光就不知道了，
不过既然它能“获得了较好性能的超紫外光、紫光、蓝光、绿光和黄光”，
可能已经不需要了？不太清楚，还请多指点，

作者: ab209    时间: 2003-4-15 00:35
标题: 请问发光机制
呵呵，MOCVD是金属氧化物化学气相沉积。不过对于电致发光的原理可以这样理解：有一份能量，只不过由电转化成光，而光的波长取决与材料的禁带宽度，只要调整禁带的宽度，光的颜色就可以调整。对于一种材料，取得好的结果，和具有较高的实用价值是有区别的。所以现在这个方向比较热。
作者: 土豆    时间: 2003-4-15 09:34
标题: 请问发光机制
能带理论确实有一定的道理和实验基础，
不过我觉得其中似乎也存在一点疑问，
比如按说导带的电子要有“空穴”（P型区）可入，
才有介带能量可言？
所以在P-N型发光二极管中总是在P型区发光的？

但是现在的有机薄膜发光器件就不同了，
发光区是在有机薄膜区吧？
空穴区似乎只起到一个“异质结阳极”加速的作用：

“图6是LEP器件的结构图。如图所示，
LEP器件由阳极（通常是镀覆了透明导电膜的玻璃或塑料衬底）、
聚合物空穴导电层、共轭聚合物电致发光层和反射阴极组成。”
http://www.chip-china.com/1006.php?sid=836

这样，空穴就不再是P型区特有的了，
当然也可以说是在[有机区]“正电荷和负电荷再结合而发光”，
这里的“正电荷”大概就是“广义空穴”了吧？
不过聚合物能否象导体或半导体那样外层电子逃脱---参与导电，
恐怕还是个问题？聚合物毕竟是绝缘体吧？会产生“广义空穴”（正离子）吗？
只是由于其厚度很薄（“有机电致发光膜”），
又有与P型区结合处的空穴近距离吸引，
电子才得以穿越“聚合物区”？
在穿越过程中，就可以与含氢H的有机分子充分碰撞，于是可以容易的发出蓝光？

所以我觉得随着有机发光二极管的出现，
能带理论恐怕要做出一些必要的修正了？
我比较倾向于用经典理论作出的解释，
一些专业书籍上也说，在实际的实验中，
用经典理论得出的结果往往更接近实际的实验结果？
不知是否果真如此？还请指点，


作者: ab209    时间: 2003-4-16 04:35
标题: 请问发光机制
关于OLED研制方面的文章鄙人读的不多，对于聚合物的发光机制也不大了解，我觉得是不是有点象荧光发光？文章中既然说是“聚合物空穴导电层”那么从字面上理解该层应该不是完全绝缘的，应该是以空穴为主的导电层，那么它与半导体中的P型层的特点是一致的。至于能带理论只是针对半导体而言，在我们的工作中，能带理论很好的解释了设计与实验结果，所以修正是不大必要了，只不过有可能需要另外一种发光机制的解释倒是真的。
作者: 土豆    时间: 2003-4-16 23:18
标题: 请问发光机制
我说地绝缘层是“共轭聚合物电致发光层”（“有机电致发光膜”），
下一层才是聚合物P型区，但并不是在P型区内发光的，
这似乎就与能带理论有些不同了？

你说的“另外一种发光机制的解释”能大概的介绍一点吗？
或许我们的看法有相似之处？希望能多交流、指点，
用邮件也可以：
yanghx@19.cn

另外，是否有人知道半导体材料能否被强磁场磁化？
我是想如果被磁化后的原子如果取向相同，
就意味着很多“扁平原子”的整齐排列，
那么电子发光就被限制在一个近似圆平面内（或椭圆平面内），
这样半导体发光就会具有一定方向性了---平面方向性，发光效率更高？
这对半导体激光也很有意义，显然可以增加激光的效率和功率，
气体激光器就难说了，气体好象一般很难被磁化？

还有一点值得注意，就是气体激光不是偏振光（或者说偏振度极小），
但是半导体激光则具有很大的偏振度（用偏振膜对着激光旋转一下就知道了），
这说明偏振是发光原子的有序排列产生的效果，
由此可知，如果我们把光“切”细到原子直径的量极（0.5-1nm），
这束光的偏振度就很高了，如果要作成全息光栅，至少要达到100万槽/mm，
而现在的全息光栅也只是1200-6000槽/mm，最高的也只16000槽/mm，
还差着大约1-2个数量级，现在的电子束最细可以到1nm，
那么似乎做出100万槽/mm的全息光栅也还是有希望的？
这样偏振与衍射的关系就越来越清楚了？






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