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Les diodes électroluminescentes bleues à base de nitrure d'indium et de gallium (InGaN) sont l'épine dorsale de l'éclairage à semi-conducteurs (SSL). Malheureusement, leur efficacité culmine sous de faibles densités de courant (<35 A/cm 2 ) et roule sous des niveaux d'injection élevés. Cet effet est appelé statisme d'efficacité et nécessite un compromis de conception entre la puissance de sortie lumineuse, l'efficacité et le coût.
Il est largement admis que la recombinaison Auger est la principale cause de la chute d'efficacité importante (~ 50%) observée expérimentalement dans les LED au nitrure III. Pourtant, il n'y a pas de compréhension claire de l'origine de l'ampleur de la recombinaison Auger dans ce système matériel. Par exemple, les coefficients Auger mesurés sont obtenus en supposant que les densités d'électrons (n) et de trous (p) sont identiques, c'est-à-dire n =p. Ce coefficient Auger ambipolaire (Ca) est calculé comme la somme des coefficients Auger pour les canaux eeh (Cn) et hhe (Cp), c'est-à-dire Ca =Cn + Cp. Pour les matériaux piézoélectriques tels que les LED III-Nitride, la symétrie des porteurs est affectée par la polarisation, ce qui implique que l'asymétrie électron-trou Auger entre Cn et Cp (et donc leur rapport, Cn / Cp) pourrait jouer un rôle essentiel dans la compréhension de l'efficacité s'affaisser et quantifier le Ca. Dans la plupart des expériences et simulations, Cn/Cp est pris comme unité (~1), en ignorant l'effet d'asymétrie électron-trou d'Auger sur le statisme d'efficacité.
Dans un article récent du IEEE Journal of Quantum Electronics , des chercheurs de l'U of I rapportent un nouveau simulateur de LED quantique à frontière ouverte basé sur des principes variationnels pour montrer que l'asymétrie électron-trou dans la recombinaison Auger est un candidat solide pour l'origine de la grande chute d'efficacité (~ 38%) dans les LED à base d'InGaN . En effet, les auteurs montrent que le fait d'ignorer l'asymétrie électron-trou Auger surestime le coefficient Auger ambipolaire (défini par l'égalité entre les coefficients Auger électron et trou) jusqu'à 62 %, ce qui conduit à une mauvaise interprétation des limites fondamentales des LED à base d'InGaN. .
