Diodos emissores de luz azul baseados em nitreto de índio e gálio (InGaN) são a espinha dorsal da iluminação de estado sólido (SSL). Infelizmente, sua eficiência atinge o pico em baixas densidades de corrente (<35 A/cm ² ) e rola sob altos níveis de injeção. Esse efeito é chamado de queda de eficiência e requer uma compensação de projeto entre potência de saída de luz, eficiência e custo.
É amplamente aceito que a recombinação Auger é a principal causa para a grande queda de eficiência observada experimentalmente (~ 50%) em LEDs de III-Nitreto. No entanto, não há uma compreensão clara da origem da magnitude da recombinação Auger neste sistema material. Por exemplo, os coeficientes de Auger medidos são obtidos assumindo que as densidades de elétrons (n) e lacunas (p) são idênticas, ou seja, n =p. Este coeficiente Auger ambipolar (Ca) é calculado como a soma dos coeficientes Auger para os canais eeh (Cn) e hhe (Cp), ou seja, Ca =Cn + Cp. Para materiais piezoelétricos, como LEDs de nitreto de III, a simetria do portador é prejudicada pela polarização, implicando que a assimetria elétron-buraco Auger entre Cn e Cp (e, portanto, sua razão, Cn/Cp) pode desempenhar um papel crítico na compreensão da eficiência droop e quantificar o Ca. Na maioria dos experimentos e simulações, Cn/Cp é tomado como unidade (~1), ignorando o efeito da assimetria elétron-buraco Auger na queda de eficiência.

Em um artigo recente no IEEE Journal of Quantum Electronics , U of I pesquisadores relatam um novo simulador de LED quântico de fronteira aberta baseado em princípios variacionais para mostrar que a assimetria elétron-buraco na recombinação Auger é um forte candidato para a origem da grande queda de eficiência (~ 38%) em LEDs baseados em InGaN . De fato, os autores mostram que ignorar a assimetria elétron-buraco Auger superestima o coeficiente Auger ambipolar (definido pela igualdade entre os coeficientes Auger elétron e buraco) em até 62%, levando a uma má interpretação nos limites fundamentais dos LEDs baseados em InGaN .