Рост скорости рекомбинации Шокли–Рида–Холла в квантовых ямах InGaN/GaN как основной механизм падения эффективности светодиодов при высоких уровнях инжекции

Показано, что падение эффективности GaN-светодиодов с увеличеием тока через светодиод (droop effect) вызвано уменьшением безызлучательного времени жизни Шокли–Рида–Холла. Время жизни уменьшается с током, так как все большее число ловушек в хвостах плотности состояний квантовых ям InGaN/GaN становится центрами безызлучательной рекомбинации при приближении квазиуровней Ферми к краям зон. Это следует из обнаруженной корреляции между падением эффективности и появлением отрицательной дифференциальной емкости. Последняя возникает в результате инерционности процесса перезарядки ловушек посредством туннелирования электронов с участием ловушек сквозь $n$-барьер квантовой ямы и идуктивного характера изменения тока диода при изменении прямого смещения.