Diffusion-related lifetime and quantum efficiency of excitons in diamond
Diffusion-related lifetime and quantum efficiency of excitons in diamond
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金刚石中激子的扩散相关寿命和量子效率
DOI：
10.1103/physrevb.102.195204
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发表时间：
2020
影响因子：
3.7
通讯作者：
Naka N.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Konishi K.;Akimoto I.;Isberg J.;Naka N.
研究了化学气相沉积法生长的极高纯金刚石中激子的寿命和发光量子效率。扩散系数、寿命和量子效率之间存在明显的相关性。使用双折射评估的小应变（量级）的影响也由于杂质陷阱的有效缺乏而得到澄清。提出了一种表面复合模型，扩展了扩散引起位错时的非辐射复合模型，解释了4 ~ 300 K温度依赖性，从而有利于辐射寿命的推导。所提出的模型一般适用于各种具有高激子结合能的材料中的激子和载流子的混合物。
We investigate the lifetime and luminescence quantum efficiency of excitons in extremely high-purity diamond grown by the chemical vapor deposition method. A clear correlation is found between the diffusion coefficient, lifetime, and quantum efficiency. The effect of small strain (magnitude) assessed using birefringence is also clarified thanks to the effective absence of impurity traps. A surface recombination model, extended for nonradiative recombination at dislocations due to diffusion, is proposed to explain the temperature dependence from 4 to 300 K, which facilitates the derivation of the radiative lifetime. The proposed model is generally applicable to a mixture of excitons and carriers in a wide range of materials with high exciton binding energies.
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