Termodinamica della fotoluminescenza

From: JTS <pireddag_at_hotmail.com>
Date: Thu, 5 Sep 2019 21:44:45 +0200

Ho letto qualche giorno fa l'articolo “The chemical potential of
radiation,”, di P. Wurfel, J. Phys. C Solid State Phys., vol. 15, 3967
(1982). (Sono disponibile ad inviarlo).

Spiega (mi son dimenticato gia' molti dettagli ma la sintesi che faccio
mi sembra sufficiente) come calcolare la radiazione da un semiconduttore
in cui alcuni elettroni sono stati eccitati dalla banda di valenza alla
banda di conduzione.

Il ragionamento e' il seguente.

Gli elettroni eccitati e quelli rimasti in banda di valenza entrano
rapidamente e separatamente in equilibrio, senza essere pero' in
equilibro fra di loro (quindi le due distribuzioni sono di
quasi-equilibrio).
Le distribuzioni risultanti sono caratterizzate da due diversi
potenziali chimici, uno per gli elettroni in banda di conduzione, uno
per gli elettroni in banda di valenza.

L'interazione con il campo elettromagnetico e' data da assorbimento,
emissione stimolata e emissione spontanea.

Il passo successivo e' imporre che la somma delle transizioni per unita'
di tempo e intervallo di energia causate dell'emissione stimolata,
dell'assorbimento e dell'emissione spontanea deve lasciare il sistema in
equilibrio:

r_sp + r_st + r_a = 0

Non lo capisco. Perche' ci deve essere questo equilibrio? E' un
equilibro approssimato? Devo vedere il semiconduttore come soggetto ad
un'eccitazione continua?

I dati sperimentali presentati nell'articolo (luminescenza da diodo di
GaAs) corrispondono bene alla previsione teorica (forse c'e' un
parametro libero che si usa per fittare, non ho ri-letto prima di scrivere)
Received on Thu Sep 05 2019 - 21:44:45 CEST