量子限制斯塔克效應

在量子阱結構中,在內建極化電場的作用下,半導體的能帶發生傾斜,電子-空穴對發生空間分離、波函式交疊量減少,引起發光效率下降、發光峰(吸收邊)紅移的現象,稱為量子限制斯塔克效應 (The quantum-confined Stark effect)。

定義

材料中的正、負電荷中心不重合的現象稱為極化現象,極化現象導致材料在巨觀的平衡狀態下總的極化電荷不為零,材料表現出極性;極化又分為自發極化和壓電極化。

利用極性材料生長的量子阱結構中,由於極化效應嚴重,異質結界面處會產生極化電荷,形成極化電場;在電場的作用下,量子阱中電子和空穴的波函式的空間分布和交疊狀況發生改變,使能帶發生彎曲,導致電子和空穴發生空間分離,複合幾率減小。

由於勢壘的限制作用,量子阱中的二維激子即使在較高的縱向電場作用下仍不發生分離,可以觀察到激子吸收邊的紅移,這一現象甚至在室溫下也能觀察到,這種效應被稱為量子限制斯塔克效應(Quantum-confined Stark effect)。

量子限制斯塔克效應會降低電子-空穴複合幾率,從而導致器件發光效率下降,對發光器件非常不利。

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