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態(tài)密度變成與能量無關(guān)的常量

發(fā)布時(shí)間:2016/11/1 20:35:12 訪問次數(shù):3251

    在量子阱中,電子和空穴的能量狀態(tài)從體材料的拋物線形變成了階梯形分布,如圖3-34(b)所示,態(tài)密度變M25P16-VMN6TP成與能量無關(guān)的常量。實(shí)際的量子阱中由于載流子之間碰撞造成分立能級(jí)稍微展寬,但與三維體材料相比,二維量子阱中載流子地分布占據(jù)著更窄的能量范圍,明顯集中在帶邊,如圖3-34(c)所示。

   如圖3-35所示,量子阱中電子從電子能級(jí)到空穴能級(jí)的躍遷選擇定則為Δ刀=0,即居于第一電子能級(jí)的電子只能躍遷到第一重空穴能級(jí)或第一輕空穴能級(jí)上,第二電子能級(jí)的電子只能躍遷到第二重空穴能級(jí)或第二輕空穴能級(jí)上,依此類推。但是,只有在h=‰=0時(shí), 躍遷定則才起作用。隨煉和幻偏離零點(diǎn),重、輕空穴能級(jí)開始混合,此時(shí)量子數(shù)n失去明確意義,出現(xiàn)某些Δ刀≠0的躍遷,稱為禁戒躍遷。

      

   它的厚度很薄,載流子運(yùn)動(dòng)量子化, 在發(fā)光器件中,量子阱結(jié)構(gòu)的勢阱設(shè)計(jì)為發(fā)光區(qū),占據(jù)在分立的能級(jí)上,電子和空穴在能級(jí)間躍遷發(fā)射光子。與具有較厚發(fā)光區(qū)的普通的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)相比,量子阱用于發(fā)光二極管有幾個(gè)優(yōu)勢:①量子阱結(jié)構(gòu)的勢阱比雙異質(zhì)結(jié)的發(fā)光區(qū)薄,載流子限制更強(qiáng),同樣電流密度下,單位體積的載流子濃度更高,輻射復(fù)合效率更高;②對(duì)于失配材料體系,晶格失配影響異質(zhì)界面的缺陷和應(yīng)力。在臨界厚度內(nèi),晶格失配應(yīng)力可以通過彈性應(yīng)變 調(diào)節(jié),晶格處于應(yīng)變狀態(tài)。超過臨界厚度,彈性應(yīng)變不足以調(diào)整失配應(yīng)力,晶格發(fā)生弛豫并形成失配位錯(cuò),材料性能劣化。晶格失配越大,臨界厚度越薄,限制了異質(zhì)結(jié)構(gòu)可供選擇的材料范圍。相對(duì)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu),量子阱結(jié)構(gòu)中由于勢阱層厚度很薄,即使與勢壘層晶格失配較大,仍可在臨界厚度內(nèi)。量子阱結(jié)構(gòu)對(duì)材料失配大小的要求降低,增加材料選擇的自由度,實(shí)現(xiàn)更靈活的材料和器件設(shè)計(jì);③量子阱厚度薄,易保持應(yīng)變狀態(tài)而不發(fā)生晶格弛豫,晶體質(zhì)量較高,缺陷少,非輻射的SRII復(fù)合較弱;④量子阱發(fā)光發(fā)生在兩個(gè)能級(jí)間的躍遷,雙異質(zhì)結(jié)是導(dǎo)帶底附近的電子和價(jià)帶頂附近的空穴復(fù)合發(fā)光,因而量子阱發(fā)光光譜的線寬更窄;⑤同樣的材料,改變量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱的寬度可改變能級(jí)的分立間距從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光波長的調(diào)整。

 

    在量子阱中,電子和空穴的能量狀態(tài)從體材料的拋物線形變成了階梯形分布,如圖3-34(b)所示,態(tài)密度變M25P16-VMN6TP成與能量無關(guān)的常量。實(shí)際的量子阱中由于載流子之間碰撞造成分立能級(jí)稍微展寬,但與三維體材料相比,二維量子阱中載流子地分布占據(jù)著更窄的能量范圍,明顯集中在帶邊,如圖3-34(c)所示。

   如圖3-35所示,量子阱中電子從電子能級(jí)到空穴能級(jí)的躍遷選擇定則為Δ刀=0,即居于第一電子能級(jí)的電子只能躍遷到第一重空穴能級(jí)或第一輕空穴能級(jí)上,第二電子能級(jí)的電子只能躍遷到第二重空穴能級(jí)或第二輕空穴能級(jí)上,依此類推。但是,只有在h=‰=0時(shí), 躍遷定則才起作用。隨煉和幻偏離零點(diǎn),重、輕空穴能級(jí)開始混合,此時(shí)量子數(shù)n失去明確意義,出現(xiàn)某些Δ刀≠0的躍遷,稱為禁戒躍遷。

      

   它的厚度很薄,載流子運(yùn)動(dòng)量子化, 在發(fā)光器件中,量子阱結(jié)構(gòu)的勢阱設(shè)計(jì)為發(fā)光區(qū),占據(jù)在分立的能級(jí)上,電子和空穴在能級(jí)間躍遷發(fā)射光子。與具有較厚發(fā)光區(qū)的普通的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)相比,量子阱用于發(fā)光二極管有幾個(gè)優(yōu)勢:①量子阱結(jié)構(gòu)的勢阱比雙異質(zhì)結(jié)的發(fā)光區(qū)薄,載流子限制更強(qiáng),同樣電流密度下,單位體積的載流子濃度更高,輻射復(fù)合效率更高;②對(duì)于失配材料體系,晶格失配影響異質(zhì)界面的缺陷和應(yīng)力。在臨界厚度內(nèi),晶格失配應(yīng)力可以通過彈性應(yīng)變 調(diào)節(jié),晶格處于應(yīng)變狀態(tài)。超過臨界厚度,彈性應(yīng)變不足以調(diào)整失配應(yīng)力,晶格發(fā)生弛豫并形成失配位錯(cuò),材料性能劣化。晶格失配越大,臨界厚度越薄,限制了異質(zhì)結(jié)構(gòu)可供選擇的材料范圍。相對(duì)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu),量子阱結(jié)構(gòu)中由于勢阱層厚度很薄,即使與勢壘層晶格失配較大,仍可在臨界厚度內(nèi)。量子阱結(jié)構(gòu)對(duì)材料失配大小的要求降低,增加材料選擇的自由度,實(shí)現(xiàn)更靈活的材料和器件設(shè)計(jì);③量子阱厚度薄,易保持應(yīng)變狀態(tài)而不發(fā)生晶格弛豫,晶體質(zhì)量較高,缺陷少,非輻射的SRII復(fù)合較弱;④量子阱發(fā)光發(fā)生在兩個(gè)能級(jí)間的躍遷,雙異質(zhì)結(jié)是導(dǎo)帶底附近的電子和價(jià)帶頂附近的空穴復(fù)合發(fā)光,因而量子阱發(fā)光光譜的線寬更窄;⑤同樣的材料,改變量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱的寬度可改變能級(jí)的分立間距從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光波長的調(diào)整。

 

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