[发明专利]发光或吸光元件

说明书

本发明涉及一种发光元件，所述发光元件包括发光部，所述发光部由Hex‑Si_1‑xGe_x化合物材料组成，所述Hex‑Si_1‑xGe_x化合物材料具有用于发射光的直接带隙。本发明还涉及一种吸光元件，所述吸光元件包括吸光部，所述吸光部由Hex‑Si_1‑xGe_x化合物材料组成，所述Hex‑Si_1‑xGe_x化合物材料具有用于吸收光的直接带隙。

技术领域

本发明涉及用于实现来自第IV族材料的高效光发射的器件或光电子元件。

特别地，本发明涉及包括六方Ge和SiGe合金的发光部或吸光部的发光元件或吸光元件。

背景技术

实现来自第IV族材料的高效光发射数十年来一直是硅技术中的“圣杯”，并且尽管付出了巨大的努力，但是其仍难以实现。硅因为其具有多种有利性质而是半导体行业的骨干。遗憾地，由于间接带隙，Si不能高效地发射光。早在1973年就已经预测了六方Ge具有直接带隙，因此可以发射光。但是，六方Ge被认为具有小的矩阵元，因此将不会高效地发射光。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于制造包括基于Si和Ge的发光体或元件的光电子应用和/或光电子产品的方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出了一种发光元件，所述元件包括发光部，所述发光部包含Hex-Si_1-xGe_x化合物材料，所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料具有用于发射光的直接带隙。

特别地，所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料被构造为发射在300K的辐射发射B系数满足0.7×10^-10cm³/s＜B_rad＜11×10^-10cm³/s、并且更特别地在300K的辐射发射B系数满足0.7×10^-10cm³/s＜B_rad＜8.3×10^-10cm³/s的光。

在一个有利的实例中，所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料被构造为发射介于1.8μm(对于x＝0.65来说)至3.5μm(对于x＝1.0来说)的光。

根据前述权利要求中任一项所述的发光元件，其中所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料包括被构造为发射介于1.5μm至7.0μm的光的所述六方Si_1-xGe_x化合物材料的不同组成的应变量子阱结构。

在本发明的又一个实例中，所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料表现出具有亚纳秒复合寿命的直接带隙发射。

在另一个实例中，所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料表现出光致发光强度相对于激发功率的线性相关性。

根据本发明的另一个方面，提出了一种吸光元件，所述吸光元件包括吸光部，所述吸光部包含Hex-Si_1-xGe_x化合物材料，所述Hex-Si_1-xGe_x化合物材料具有用于吸收光的直接带隙。

根据本发明的发光元件或吸光元件的优选实施方案表现出，所述Hex-Si_xGe_1-x化合物材料的x被限定为0.2＜x＜1.0，或0.6＜x＜1.0，或0.2＜x＜0.99，或0.2＜x＜0.9，或0.6＜x＜0.9，或0.6＜x＜0.99。