Рекомбинация в GaAs p-i-n-структурах с InGaAs квантово-размерными объектами: моделирование и закономерности

Abstract

Экспериментально и теоретически исследованы фотовольтаические структуры на основе GaAs p−i−n-перехода, содержащие в области пространственного заряда различное количество слоев In 0.4 Ga 0.6 As, образующих квантово-размерные объекты. Для всех структур были проанализированы зависимости напряжения холостого хода от кратности солнечного излучения. Показано, что введение квантовых объектов приводит к доминированию рекомбинации в них над рекомбинацией в матрице, что проявляется в падении напряжения холостого хода. Увеличение количества слоев In 0.4 Ga 0.6 As приводит к пропорциональному увеличению темпа рекомбинации, что выражается в пропорциональном росте тока " насыщения" и соответствует предложенной в работе модели.

Тонкопленочные гетероструктуры In-=SUB=-x-=/SUB=-Al-=SUB=-y-=/SUB=-Ga-=SUB=-1-x-y-=/SUB=-As-=SUB=-z-=/SUB=-Sb-=SUB=-1-z-=/SUB=-/GaSb, выращенные в поле температурного градиента

“…Многокомпонентные гетероструктуры на основе со-единений A 3 B 5 все чаще применяются в качестве эле-ментной базы оптоэлектроники [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]. Интерес к ним вызван возможностью повышать совершенство гетеро-границы за счет одновременного согласования пара-метров решетки и коэффициентов термического расши-рения (КТР) сопрягаемых материалов.…”

Влияние числа рядов GaInAs-квантовых объектов на ток насыщения GaAs-фотопреобразователей

“…Однако включение КО всегда ведет к понижению напряжения холостого хода субэлемента. Это наблюдается для всех видов квантовых объектов: для квантовых точек [1][2][3], квантовых ям [4][5][6] и других объектов (проволочных [7] и гибридных [8][9][10]). Основной причиной падения напряжения является возникновение дополнительной рекомбинации в КО [3,[8][9][10].…”

“…Это наблюдается для всех видов квантовых объектов: для квантовых точек [1][2][3], квантовых ям [4][5][6] и других объектов (проволочных [7] и гибридных [8][9][10]). Основной причиной падения напряжения является возникновение дополнительной рекомбинации в КО [3,[8][9][10]. Эти процессы были исследованы нами в [9,10] В частности, в [8,9] была предложена модель, описывающая увеличение тока насыщения (J 0 ) при введении в p−n-переход различного количества рядов (r) КО.…”

“…Основной причиной падения напряжения является возникновение дополнительной рекомбинации в КО [3,[8][9][10]. Эти процессы были исследованы нами в [9,10] В частности, в [8,9] была предложена модель, описывающая увеличение тока насыщения (J 0 ) при введении в p−n-переход различного количества рядов (r) КО. Отметим, что ток насыщения напрямую определяет фотонапряжение, генерируемое p−n-переходом.…”

“…Отметим, что ток насыщения напрямую определяет фотонапряжение, генерируемое p−n-переходом. Согласно предложенной модели, этот ток линейно увеличивается с r, что было подтверждено экспериментально [10] для образцов с количеством рядов КО от 1 до 10. В настоящей работе проведено исследование характеристик GaAs p−i−n-переходов с количеством рядов гибридных КО GaInAs от 1 до 20, а также экспериментально обнаружена и интерпретирована сверхлинейная зависимость J 0 от r. В процессе исследования также было обнаружено, что рекомбинация через уровни в КО не всегда доминирует над рекомбинацией в матрице, что требует совершенствования используемой ранее модели [9,10].…”