Спектральнi характеристики вихідних i опромінених електронами «жовтих» світлодіодів GaAsP

Михайло Вернидуб; Лідія Кот; Іпполіт Матіюк; Тетяна Мосюк; Дмитро Стратілат; Володимир Тартачник

doi:10.31392/iscs.2025.27.058

Автор(и)

Михайло Вернидуб Український державний університет імені Михайла Драгоманова, Україна http://orcid.org/0009-0003-8702-1313
Лідія Кот Український державний університет імені Михайла Драгоманова, Україна http://orcid.org/0009-0005-6902-147X
Іпполіт Матіюк Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України, Україна
Тетяна Мосюк Український державний університет імені Михайла Драгоманова, Україна http://orcid.org/0009-0007-0759-3469
Дмитро Стратілат Інститут ядерних досліджень НАН України, Україна http://orcid.org/0000-0003-4682-4569
Володимир Тартачник Інститут ядерних досліджень НАН України, Україна http://orcid.org/0000-0002-6550-458X

DOI:

https://doi.org/10.31392/iscs.2025.27.058

Ключові слова:

свiтлодiод, GaAsP, спектральнi характеристики, опромiнення електронами

Анотація

Дослiджувались свiтлодiоди (СД) GaAs_1−xP_x, вирощенi на основi розчину непрямозонного GaP та прямозонного GaAs, додатково легованим азотом. Показано, що контури спектральних лiнiй при T=77 K добре узгоджуються з класичними розподiлами Гауса i Лоренца.

Виявлено ефект самопоглинання квантiв, який проявляється зменшенням iнтенсивностi випромiнювання низькоенергетичної половини спектральної лiнiї СД GaAsP вiдносно її високоенергетичної частини. Змiна напiвширини спектру «жовтих» СД при нагрiваннi зразка вiд 300 K до 77 K (Γ^{77 К} = 8 нм, Γ^{300 К} = 14 нм) — наслiдок збiльшення концентрацiї фононного газу.

Зростання струму через дiод вiд 5 мА до 60 мА супроводжується зсувом максимуму свiчення у бiк довгих хвиль на ∆λ = 4 нм при 300 К, зумовленим тепловою дiєю струму; величина зсуву при 77 K становить ∆λ = 2 нм.

Посилання

Berg A., Din P. 1979. Light-Emitting Diodes. 686 p.

Utochnikova Valentina V. 2021. Including Actinides Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, P. 1-91. https://doi.org/10.1016/bs.hpcre.2021.05.001

Tarinal B. K., Cherin A. H. 2023. in Encyclopedia of Physical science and Technology (Third Eddition), V. A. Optical Sources.

Handbook of Electronics: Concert, Devices and Technikues. 2017. Vol. One. P.858.

Kusuma Paul, P Morgan Pattison, Bruce Bugbee. 2020. Horticulture Research. Vol. 7. P. 56. https://doi.org/10.1038/s41438-020-0283-7

John S. 2018. Different Types of in Light Emitting Diodes (LED) Materials and Challenges—A Brief Review April. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology. https://doi.org/10.22214/IJRASET.2018.4723

Handbook of Advanced Electronic and Photonic Materials and Devices: Ferroelectrics and Dielectrics. Nalwa, Hari Singh (ed). Published by Academic Press, 2001.

Boram Kim et al. 2018. GaAsP/Si tandem solar cells: Realistic prediction of efficiency gain by applying strain-balanced multiple quantum wells. Solar Energy Materials and Solar Cells. Vol. 180. 15 June. P. 303-310. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.06.060

Diaz Martin. 2011. Design, fabrication, characterization, and analysis of wide band gap gallium phosphide solar cells and gallium phosphide on silicon. P. 1-51.

Lakshman Srinivasan. 2020. Properties of epitaxial lateral overgrowth of GaAsP and GaAs grown by hydride vapor phase epitaxy. KTH Royal Institute of Technology School of Engineering Science Department of Applied Science Stockholm, Sweden. P. 1-62.

Mohadesen Asadolahi Babobi Rochester. New York. August 4. 2020.

Grassman T. J., Brenner M. R., Gonzalez M., Carlin A. M., Unocic R. R., Dehoff R. R., Mills, M. J., & Ringel, S. A. 2010. Characterization of metamorphic GaAsP/Si materials and devices for photovoltaic applications. IEEE Transactions on Electron Devices. 57(12). P. 3361-3369. Article 5608499. https://doi.org/10.1109/TED.2010.2082310

Jussila H. 2014. Integration of GaAsP based III–V compound semiconductors to silicon technology. [Doctoral Thesis, Aalto University]. Aalto University. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-5849-8

Mohseni P. K. et al. 2009. Structural and optical analysis of GaAsP/GaP core-shell nanowires. J. Appl. Phys. 106, 124306. https://doi.org/10.1063/1.3269724

Omer Arif et al. 2023. GaAs/GaP superlattice nanowires: growth, vibrational and optical properties Nanoscale. 15. P. 1145-1153. https://doi.org/10.1039/D2NR02350D

Conway Dimiduk Kathryn; Christian Quarles Ness; James Kevin et al. 1985. Electron Irradiation of GaAsP LEDs IEEE Transactions on Nuclear Science. Vol. 32, Iss. 6. P. 4010-4015. https://doi.org/10.1109/TNS.1985.4334060

Johnston A.H. 2003. Radiation effects in light-emitting and laser diodes IEEE Transactions on Nuclear Science. 50(3). P. 689-703. https://doi.org/10.1109/TNS.2003.812926

Vernydub R. M., Kyrylenko O. I., Konoreva O. V. et al. 2020. Electrophysical characteristics of GaAs1−xPx LEDs irradiated by 2 МeV electrons. Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. 23(2). P. 201-207. https://doi.org/10.15407/spqeo23.02.201

Vernydub R. M. ta in. 2021. Spektralni kharakterystyky vykhidnykh ta oprominenykh svitlodiodiv GaAsP Nucl. Phys. At. Energy. Volume 22, issue 2. P. 143-148. https://doi.org/10.15407/jnpae2021.02.143

Lischka H., Clemens P., Henschel H., Köhn Lennartz W., and H. U. Schmidt. Radiation effects in optoelectronic devices Fraunhofer-INT, D-53881 Euskirchen, FRG SPIEVo, 2425/43-52.

Garcia F., Muñoz E., Calleja E. et al. 1986. Damage constant and deep-level transient spectroscopy in neutron irradiated GaAsP alloys. J. Electron. Mater. 15. P. 133-139. https://doi.org/10.1007/BF02655326

Johnston A. H. et al. 2000. Characterization of proton damage in light-emitting diodes IEEE Transactions on Nuclear Science. Vol. 47, Iss. 6, December. P. 2500-2507. https://doi.org/10.1109/23.903799

Kucheruk I.M, Horbachuk I.T. 2006. Zahalnyi kurs fizyky. T.3 Optyka. Kvantova fizyka. Optyka. Kyiv. Tekhnika. 518 s.

Sergey I. Rybchenko, Sarfraz Ali, Yunyan Zhang and Huiyun Liu. Polarization properties of Raman scattering by surface phonon polaritons in GaAsP nanowires. J. of Physics D: Applied Physics, Vol. 54. Num. 47. https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac2400

Mohseni P. K. et al. 2009. Structural and optical analysis of GaAsP/GaP core-shell nanowires J. Appl. Phys. 106, 124306. https://doi.org/10.1063/1.3269724

Pankove J. I. 1971. Optical Processes in Semiconductors. Dover, New York, 93.

Konoreva O., Litovchenko P., Manzhara V., Opilat V., Tartachnyk V. 2010. Peculiarities of optical absorption near-edge in irradiated GaP:Te. Functional Materials. Т. 17, № 1. P. 80-84.

Brailovskyi E. Iu., Ostashko N. Y., Tartachnyk V. P., Shakhovtsov V. Y. 1981. Vlyianye tochechnykh radyatsyonnykh defektov na okolokraevoe optycheskoe pohloshchenye krystallov GaP, obluchennykh chastytsamy vysokykh enerhyi. Ukr. Fyz. Zhurn. 26 (6). S. 973–977.

Brailovskyi E. Iu., Hryhorian N. E., Pambukhchian N. Kh. 1986. O pryrode tsentrov pohloshchenyia 1,0 eV v obluchennykh krystallakh GaAs. Yzv. AN Armianskoi SSR, Fyzyka, T.21, vyp. 3, S. 145-149.

Shubert Fred E. 2008. Svetodyody / per. s anhl. pod red. A. E. Yunovycha. [2-e yzd.] Moskva : Fyzmatlyt, 495 s.