Indiumgalliumnitrid (InGaN)-baserade, blåljusemitterande dioder är ryggraden i solid-state lighting (SSL). Tyvärr når deras effektivitet toppar under låga strömtätheter (<35 A/cm ² ) och rullar av under höga injektionsnivåer. Denna effekt kallas effektivitetsdroop och kräver en designavvägning mellan ljusutgångseffekt, effektivitet och kostnad.

Det är allmänt accepterat att Auger-rekombination är huvudorsaken till den experimentellt observerade stora (~50%) effektivitetsminskningen i III-Nitrid-lysdioder. Ändå finns det ingen klar förståelse för ursprunget till magnituden av Auger-rekombination i detta materialsystem. Till exempel erhålls uppmätta Auger-koefficienter genom att anta att elektron (n) och hål (p) densiteter är identiska, dvs n =p. Denna ambipolära Auger-koefficient (Ca) beräknas som summan av Auger-koefficienterna för eeh (Cn) och hhe (Cp) kanalerna, dvs Ca =Cn + Cp. För piezoelektriska material som III-Nitrid-lysdioder, plågas bärarsymmetrin negativt av polarisationen, vilket innebär att Auger-elektron-hålasymmetrin mellan Cn och Cp (och därmed deras förhållande, Cn/Cp) kan spela en avgörande roll för att förstå effektiviteten sänka och kvantifiera Ca. I de flesta experiment och simuleringar tas Cn/Cp som enhet (~1), vilket ignorerar Auger-elektron-hålasymmetrieffekten på effektivitetsfallet.

I en ny artikel i IEEE Journal of Quantum Electronics , U av I-forskare rapporterar en ny kvant-LED-simulator med öppen gräns baserad på variationsprinciper för att visa att elektronhålsasymmetri i Auger-rekombinationen är en stark kandidat för ursprunget till den stora (~38 %) effektivitetsminskningen i InGaN-baserade lysdioder . Faktum är att författarna visar att om man ignorerar Auger elektron-håls asymmetri överskattar den ambipolära Auger koefficienten (definierad av likheten mellan elektron och hål Auger koefficienter) med så mycket som 62 procent, vilket leder till en misstolkning av de grundläggande gränserna för InGaN-baserade lysdioder .