Forward-Bias Electroluminescence in ZnSe Diodes

MIS devices are prepared by depositing gold, silver, or platinum contacts on thin interfacial layers of ZnO grown chemically on ZnSe substrates. The resultant diodes exhibit forward-bias electroluminescence in a band in the yellow-orange at 580 nm when the applied voltage exceeds 1.08 V. The maximum brightnesses measured were 16 ft la at 293 K and 50 ft la at 77 K for an excitation current density of 200 mA mm−2, corresponding to quantum efficiencies in excess of 10−5. A model of the potential energy diagram of the MIS structure is proposed, and is used to discuss the mode of replenishment of holes to the valence band of the ZnSe during electroluminescence emission. Hole tunnelling through the interfacial layer is thought to be unlikely, but a two-step process in which holes are excited over the hole barrier between the metal and the oxide may occur. Such a process would account for the low quantum efficiency of electroluminescence emission. MIS-Elemente werden durch Aufbringen von Gold-, Silber- oder Platinkontakten auf dunne Grenzflachenschichten von ZnO hergestellt, das chemisch auf ZnSe-Substrate aufgewachsen war. Die so hergestellten Dioden zeigen Elektrolumineszenz in Durchlasrichtung in einer Bande im gelb-orangen Bereich bei 580 nm, wenn die angelegte Spannung 1,08 V ubersteigt. Die maximale gemessene Helligkeit ist 16 ft la bei 293 K und 50 ft la bei 77 K fur eine Anregungsstromdichte von 200mA mm−2, entsprechend Quantenausbeuten, die 10−5 ubersteigen. Ein Modell des Potential-energiediagramms der MIS-Struktur wird vorgeschlagen und fur die Diskussion der Art der Auf-fullung der Locher des Valenzbandes von ZnSe wahrend der Elektrolumineszenzemission benutzt. Es wird angenommen, das Lochertunneln durch die Grenzschicht unwahrscheinlich ist, jedoch kann ein Zweistufenprozes auftreten, in dem Locher uber die Locherbarriere zwischen Metall und Oxid angeregt werden. Ein derartiger Prozes konnte die niedrigen Quantenausbeuten der Elektrolumineszenzemission erklaren.