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基于分子束外延生长的1.05 eV InGaAsP的超快光学特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.4[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]上海大学理学院,索朗光伏材料与器件RD联合实验室,上海200444, [2]中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,中国科学院纳米器件与应用重点实验室,苏州215123
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61176128,61376081,61274076); 国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA050403); 苏州市自然科学基金(批准号:SYG201437); 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所和索尼公司联合项目(批准号:Y1AAQ11002,Y2AAQ11004)资助的课题
中文摘要:

利用分子束外延方法制备了应用于四结光伏电池的1.05 eV InGaAsP薄膜,并对其超快光学特性进行了研究.温度和激发功率有关的发光特性表明:InGaAsP材料以自由激子发光为主.室温下InGaAsP材料的载流子发光弛豫时间达到10.4 ns,且随激发功率增大而增大.发光弛豫时间随温度升高呈现S形变化,在低于50 K时随温度升高而增大,在50-150 K之间时减小,而温度高于150 K时再次增大.基于载流子弛豫动力学,分析并解释了温度及非辐射复合中心浓度对样品材料载流子发光弛豫时间S形变化的影响.

英文摘要:

The photoluminescence properties of InGaAsP films with a bandgap energy of 1.05 eV for quadruple-junction solar cells grown by molecular beam epitaxy (MBE) are investigated. We make the excitation intensity and temperature dependence of continuous-wave photoluminescence (cw-PL) measurements. The PL peak position is 1.1 eV at 10 K, and almost independent of the excitation power, but the integrated intensity of the PL emission peaks is roughly proportional to the excitation power. The shift of peak position with temperature follows the band gap shrinking predicted by the well-known Varshni’s empirical formula. These results indicate that the intrinsic transition dominates the light emission of the InGaAsP material. In addition, we also make the time-resolved photoluminescence (TRPL) measurements to determine the carrier luminescence relaxation time in InGaAsP. PL spectra suggest that the relaxation time is 10.4 ns at room temperature and increases with increasing excitation power, which demonstrates the high quality of the InGaAsP material. However, the relaxation time shows an S-shape variation with increasing temperature: it increases at temperatures lower than 50 K, and then decreases between 50—150 K, and increases again when temperature is over 150 K. According to the effect of temperature and the non-radiative recombination center concentration on the carrier relaxation time, the recombination mechanism of S-shape variation can be explained by the carrier relaxation dynamics.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876