Как показано в разд. 3.1, в непрямозонных полупроводни­ках вероятность межзонной излучательной рекомбинации мала вследствие тоге, что непрямые переходы являются переходами второго порядка. Это в свою очередь ведет к низкому внутрен­нему квантовому выходу, который часто определяется конкури­рующей безызлучательной рекомбинацией на неидентифициро - ванных глубоких уровнях. Мы также видели, что полупровод­ники, пригодные для изготовления диодов с точки зрения технологии выращивания кристаллов и их электрических свойств, обычно имеют недостаточно широкую запрещенную зону, чтобы собственное излучение лежало в видимой области спектра, в

частности в зеленой. Необходимы, следовательно, примесные центры, которые существенно увеличивают вероятность излуча­тельной рекомбинации, но в то же время имеют относительно мелкие уровни рекомбинации. Мы увидим, что только изоэлек - тронные ловушки удовлетворяют этим требованиям (разд. 3.2.6). Для того чтобы понять, почему это возможно, рассмотрим сна­чала некоторые оптические свойства обычных легирующих примесей в полупроводниках — доноров и акцепторов, с по­мощью которых получают заданные электрические параметры (разд. 3.2.1). Мы покажем, что, хотя эти примеси обусловли­вают характерную люминесценцию, представляющую большую ценность для анализа материала (разд. 3.2.1 — 3.2.3), они вносят также ряд безызлучательных каналов рекомбинации типа Оже, которые могут существенно ограничивать эффективность светодиода (разд. 3.2.4 и 3.2.5).

Основная часть данного раздела посвящена описанию совре­менного состояния теории и эксперимента в области эффектив­ных зеленых (разд. 3.2.7) и красных (разд. 3.2.8 и 3.2.9) свето­диодов из GaP, активированных в обоих случаях изоэлектрон - ными ловушками.

Исходя из зонной структуры GaP (рис. 3.1) и анализа ве­роятности различных переходов (разд. 3.1.1), можно предполо­жить, что мелкие доноры, замещающие в решетке фосфор, яв­ляются потенциально возможными центрами излучательной рекомбинации. В полупроводниках известны три механизма из­лучательной рекомбинации с участием доноров. Рассмотрим каждый в отдельности.