La curva IQE obtenida por espectroscopia ODPL (izquierda). El eje Y representa el porcentaje de IQE, el eje X inferior representa la densidad de potencia de la luz de excitación Pcw (W cm -2 ) mientras que el eje X superior representa la tasa de excitación G (seg. -1 cm -2 ). La tasa de emisión de luz (WR) separada y la tasa de no emisión de luz (WNR) (derecha). El eje Y representa la inversa de la tasa (ns), el eje X inferior representa la densidad de potencia de la luz de excitación Ppulse (nJ / cm2) mientras que el eje X superior representa la concentración de portador excitado nini (cm -2 ). Crédito:Universidad de Tohoku
Los dispositivos electrónicos y ópticos de alta eficiencia son esenciales para reducir el consumo de energía y para la realización de una sociedad ecológica.
El ZnO es un material atractivo entre los semiconductores de banda prohibida directa. Poseen propiedades de emisión de luz, así como resistencia para sostener un gran campo eléctrico que les permite alimentar dispositivos electrónicos debido a su gran energía de banda prohibida y gran energía de enlace de excitones. Esto también los hace adecuados en transistores de película delgada resistentes a la radiación y transistores de efecto de campo de heteroestructura.
En cristales de ZnO de alta calidad, Los centros de recombinación no radiativa (NRC) son importantes para la emisión de borde de banda cercano (NBE). Estos centros actúan como canales de disipación de energía no deseados y reducen el IQE de la emisión de NBE.
Para comprender si el proceso emisor de luz o el proceso no emisor de luz fue más importante para determinar el comportamiento de IQE, Kojima y sus colegas midieron los valores IQE del cristal de ZnO cultivado por el método hidrotermal. Para hacerlo Emplearon una técnica creada por Kojima y otros investigadores conocida como espectroscopia de fotoluminiscencia omnidireccional (ODP), un método no destructivo para sondear cristales semiconductores con luz para detectar defectos e impurezas.
Las características de IQE en cristales de ZnO se examinaron en condiciones de fotobombeo. Los valores de IQE indicaron un comportamiento constante para condiciones de fotobombeo débiles y un aumento monótono para una excitación fuerte. Debido a que se observó una disminución significativa para el proceso no emisor de luz con fotobombeo, Se reveló que el origen del aumento del IQE estaba dominado por la desaceleración del proceso no emisor de luz debido a la saturación de las NRC.
"Obtener un desglose cuantitativo del IQE de ambos procesos nos permite diseñar mejor los semiconductores para mejorar el IQE, "dijo el profesor Kazunobu Kojima, autor principal del estudio.
