Influence of Local Environment on Bound Excitons and Bound Excitonic Molecules in III‐V Alloys. I. Theory and Numerical Results for GaAs_1−xP_x:N

Abstract

A calculation of the local-environment effect on nitrogen bound excitons and excitonic molecules in 111-V-mixed crystal alloys is represented. The stochastic alloy potential is treated by means of perturbation theory, and a random distribution of As and P atoms in the appropriate sublattice is assumed. Because of special considerations concerning the concentration dependence of the averaged alloy potential the method is free of adjustable parameters. The density of states and its statistical momenta are calculated including electrons and holes simultaneously. The method is applied to GaAsl -%P%: N. Good agreement with measured bandwidths for bound excitons is obtained.Der EinfluB der lokalen Umgebung auf stickstoffgebundene Exzitonen und Exzitonenmolekiile in 111-V-Mischkristallen wird berechnet. Das stochastische Legierungspotential wird mittels Storungstheorie und unter der Annahme einer zufiilligen Verteilung von As-und P-Atomen im entsprechenden Untergitter verarbeitet. Durch spezielle Betrachtungen zur Konzentrationsabhangigkeit des Legierungspotentials bleiben keine freien Parameter in der Berechnungsmethode. Sowohl die Zustandsdichte als auch deren statistische Momente werden berechnet, wobei die Elektronen und Locher gleichzeitig eingehen. Die Methode wird auf GaAsl-,P,: N angewendet. Gute Ubereinstimmung mit experimentellen Daten des gebundenen Exzitons wird gefunden.