Ampliación de la aleación

El ensanchamiento de la aleación es un mecanismo de ensanchamiento de la línea espectral causado por la distribución aleatoria de los átomos en una aleación . ^[1]

El ensanchamiento de la aleación es uno de los mecanismos de ensanchamiento de la línea. La distribución aleatoria de átomos en una aleación provoca una composición de material diferente en diferentes posiciones. En semiconductores y aislantes, la diferente composición del material conduce a diferentes energías de banda prohibida . Esto da diferentes energías de recombinación de excitones . Por lo tanto, dependiendo de la posición en la que se recombina un excitón, la luz emitida tiene una energía diferente. El ensanchamiento de la aleación es un ensanchamiento de línea no homogéneo, lo que significa que su forma es gaussiana.

Aleación binaria

En la descripción matemática se supone que no se produce ningún agrupamiento dentro de la aleación. Entonces, para una aleación binaria de la forma${\displaystyle {\ce {A_{1-x}B_{x}}}}$, p.ej ${\displaystyle {\ce {Si_{1-x}Ge_{x}}}}$, la desviación estándar de la composición viene dada por: ^[2]

${\displaystyle \Delta x={\sqrt {\frac {x\cdot (1-x)}{N}}}}$,

donde ${\displaystyle N}$ es el número de átomos dentro del volumen de los excitones, es decir ${\displaystyle N=V_{exc}\cdot n}$ con ${\displaystyle n}$siendo los átomos por volumen. En general, la energía de la banda prohibida${\displaystyle E_{g}}$ de una aleación semiconductora depende de la composición, es decir ${\displaystyle E_{g}}$. Se puede considerar que la energía de la banda prohibida es la energía de fluorescencia. Por lo tanto, la desviación estándar de la fluorescencia es ^[3]

${\displaystyle \Delta E={\frac {\mathrm {d} E_{g}}{\mathrm {d} x}}\cdot {\sqrt {x\cdot {\frac {1-x}{N}}}}}$

Como el ensanchamiento de la aleación pertenece al grupo de ensanchamientos no homogéneos, la forma de la línea de la intensidad de fluorescencia ${\displaystyle I(E)}$ es gaussiano:

${\displaystyle I(E)\sim \exp \left(-{\frac {(E-E_{0})^{2}}{2\cdot \Delta E^{2}}}\right)}$

Referencias

1. Bahaa EA Saleh, Malvin Carl Teich: Grundlagen der Photonik. Wiley-VCH, ISBN  978-3-527-40677-7 , Seite 825 ( [1] , p. PA825, en Google Books ).
2. J. Weber, MI Alonso (1989), "Fotoluminiscencia de banda prohibida de aleaciones de Si-Ge" , Phys. Rev. B , 40 (8), págs. 5683–5693, Bibcode : 1989PhRvB..40.5683W , doi : 10.1103 / PhysRevB.40.5683 , PMID 9992606 , consultado el 15 de junio de 2018 , Formato: PDF, KBytes: 2005
3. Schubert, EF; Göbel, EO; Horikoshi, Y .; Ploog, K .; Queisser, HJ (15 de julio de 1984). "Ampliación de la aleación en los espectros de fotoluminiscencia de Al _x Ga _{1 − x} As". Physical Review B . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 30 (2): 813–820. Código Bibliográfico : 1984PhRvB..30..813S . doi : 10.1103 / physrevb.30.813 . ISSN 0163-1829 . 

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