Учет зависимости функции плотности состояний от уровня заполнения зон.

Обычно при расчетах спектров поглощения,

усиления, люминесценции, порогового тока и других характеристик полупроводника функция плотности состояний предполагается заданной и не зависящей от уровня возбуждения системы. Это предположение носит приближенный характер. Строго говоря, зона проводимости и валентная зона, особенно хвосты зон, деформируются в процессе заполнения их электронами и дырками. Это происходит потому, что свободные носители экранируют кулоновское взаимодействие зарядов в кристалле.

При возбуждении полупроводника уровень заполнения зоны зависит от функции плотности состояний а само зависит от уровня заполнения. Поэтому для строгого расчета спектров усиления, спонтанного испускания и порогового тока необходимо решать самосогласованную задачу и при этом учитывать зависимость вероятности оптических переходов от энергии. Такая самосогласованная задача решена в [68, 625]. Из расчетов следует, что в активной области типичных инжекционных гомолазеров на основе арсенида галлия хвост зоны проводимости пренебрежимо мал по сравнению с хвостом валентной зоны. Поэтому в процессе генерации уровень Ферми находится в пределах параболической части зоны проводимости, а не ее хвоста. Этим, по-видимому, объясняются удовлетворительные результаты, которые получены в теории порога генерации с помощью модели параболических зон.