Estudo teórico da luminescência resolvida no tempo em semicondutores. II. Excitação pulsada

Na segunda parte desta série, estudamos a decadência da TRL em camadas de semicondutores e homoestruturas de filmes finos após uma excitação pulsada por simulação com Synopsys TCAD® e por aproximação matemática. Novamente, nosso exemplo de trabalho é Cu(In,Ga)Se2. Investigamos a influência da duração do pulso de excitação, difusão axial, defeitos em massa e defeitos nos contatos, assim como a carga espacial na decadência da TRL separadamente por simulações quase unidimensionais de camadas de semicondutores e homoestruturas de semicondutores. Parâmetros do material, como densidade de defeitos, mobilidade de portadores e velocidade de recombinação na superfície, são variáveis em uma ampla gama, de modo que os cálculos sejam aplicáveis a outros semicondutores. Estudamos ainda a influência da excitação em múltiplos pulsos. Mostramos como parâmetros do material, como a vida útil dos portadores e a mobilidade dos portadores, podem ser extraídos dos transientes da TRL e como as amostras podem ser caracterizadas por medições dependentes de excitação no caso de circuito aberto. Podemos explicar alguns efeitos encontrados em experimentos de luminescência, como uma decadência aumentada em junções de semicondutores devido ao campo elétrico na região de carga espacial. No entanto, também discutimos o efeito de armazenamento de carga que pode levar a uma decadência diminuída. Revela-se que, sob condições de alta injeção, camadas únicas dentro de uma pilha de semicondutores podem ser caracterizadas em termos de vida útil dos portadores.