Los diodos emisores de luz azul basados ​​en nitruro de indio y galio (InGaN) son la columna vertebral de la iluminación de estado sólido (SSL). Desafortunadamente, su eficiencia alcanza su punto máximo bajo densidades de corriente bajas (<35 A/cm ² ) y sale rodando bajo altos niveles de inyección. Este efecto se denomina caída de la eficiencia y requiere un compromiso de diseño entre la potencia de salida de la luz, la eficiencia y el costo.

Está ampliamente aceptado que la recombinación Auger es la causa principal de la gran caída de eficiencia observada experimentalmente (~50%) en los LED de nitruro III. Sin embargo, no hay una comprensión clara del origen de la magnitud de la recombinación Auger en este sistema material. Por ejemplo, los coeficientes de Auger medidos se obtienen asumiendo que las densidades de electrones (n) y huecos (p) son idénticas, es decir, n =p. Este coeficiente Auger ambipolar (Ca) se calcula como la suma de los coeficientes Auger para los canales eeh (Cn) y hhe (Cp), es decir, Ca =Cn + Cp. Para los materiales piezoeléctricos como los LED de nitruro III, la simetría del portador se ve perjudicada por la polarización, lo que implica que la asimetría del agujero de electrones Auger entre Cn y Cp (y, por lo tanto, su relación, Cn/Cp) podría desempeñar un papel fundamental en la comprensión de la eficiencia. caída y cuantificar el Ca. En la mayoría de los experimentos y simulaciones, Cn/Cp se toma como unidad (~1), ignorando el efecto de asimetría Auger electrón-hueco en la caída de la eficiencia.

En un artículo reciente en el IEEE Journal of Quantum Electronics , Los investigadores de la U of I informan sobre un nuevo simulador de LED cuántico de límite abierto basado en principios variacionales para mostrar que la asimetría de los agujeros de electrones en la recombinación Auger es un fuerte candidato para el origen de la gran caída de eficiencia (~38 %) en los LED basados ​​en InGaN . De hecho, los autores muestran que ignorar la asimetría Auger electrón-hueco sobrestima el coeficiente Auger ambipolar (definido por la igualdad entre los coeficientes Auger de electrones y huecos) hasta en un 62 por ciento, lo que lleva a una interpretación errónea de los límites fundamentales de los LED basados ​​en InGaN. .