Abstract
We have measured photoluminescence (PL) and time-resolved PL in doped-GaAs. As increasing doping concentration, the PL spectra of n-type GaAs shift to higher energies while the PL spectra of p-type GaAs shift to lower energies than the bandgap of the undoped GaAs. The contribution of the Burstein-Moss effect overrules the band-gap narrowing in n-type GaAs, contrary to p-type GaAs. The PL rise time and decay time become shorter as increasing doping concentration. The PL rise and decay time in doped-GaAs depend on the type of majority carriers and their concentrations, which imply that the carrier-carrier interaction plays an important role in the energy relaxation processes.
n형과 p형 GaAs의 도핑에 따른 형광과 시간 분해 형광특성을 조사하였다. 도핑의 농도가 증가할수록 형광의 피크 위치는 p형은 낮은 에너지 쪽으로, n형은 높은 에너지 쪽으로 이동함을 관찰하였다. 이것은 p형은 띠간격 좁아짐 효과가 우세하게 작용하며, n형은 Burstein-Moss효과가 지배적으로 작용하기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 도핑의 농도가 증가하면 형광의 소멸시간과 상승시간이 감소하며, p형의 형광소멸시간과 상승시간이 n형보다 더 빠르게 나타났다. 따라서 도핑된 GaAs에서 형광소멸시간과 상승시간은 다수 운반자의 종류와 농도에 의존함을 알 수 있으며, 운반자-운반자 상호작용이 에너지 이완 과정에 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.
