자외선 AlGaN 기반 LED 및 레이저 다이오드의 개발은 효율성과 수명에 중점을 둡니다. 효율적인 광 생성과 활성층에서 비방사 손실의 감소는 이 최적화의 주요 요소입니다. 그러나 AlGaN의 재결합은 다양한 요인의 복잡한 상호작용입니다: 국부 밴드갭 변화에 따른 운반체 지역화, 높은 결함 밀도, 강력한 엑시톤 결합, 조성 및 변형 의존성의 가치대 순서의 전환, 그리고 이종 구조에서의 자발적 및 압전 형성 필드 등입니다. 전하 운반체의 확산은 물질 내 비방사 재결합 센터에 도달할 확률을 결정하고, 그 결과 광 생성에서 손실됩니다. 우리는 GaN 및 AlxGa1−xN (x ≈ 0.5) 층에서의 온도 의존적 전하 운반체 확산을 광발광 및 음극 발광 측정을 사용하여 비교했습니다. 낮은 자극 전력 조건에서 AlGaN의 확산 길이는 조성 및 밴드갭 변화로 인해 200 nm보다 상당히 짧습니다. 이는 동질적인 GaN보다 최소 2배 짧습니다. 또한 GaN에서 확산 길이는 극저온에서 실온으로 감소하는데, 이는 동질 반도체에서 전형적입니다. AlGaN의 경우, 같은 온도 범위에서 운반체 확산이 증가합니다. 강한 밴드갭 변화가 있는 상태에서의 운반체 확산의 열 활성화는 AlGaN 층에서 음향 산란 및 높은 온도에서의 짧은 효과적인 재결합 시간 같은 확산 제한 효과보다 더 중요해 보입니다. 이 행동은 실온 주위에서 AlGaN 층의 광 생성 효율이 급격히 감소하는 데 기여하며, 이는 GaN 층에서 비슷하게 나타나지 않습니다.
Netzel et al. (Fri,)이 이 질문을 연구했습니다.