InGaN/GaN量子阱悬空微盘发光二极管 被引量：1

1

作者 朱刚毅 宁波 +8 位作者 仇国庆 郭春祥 杨颖 李欣 李炳辉 施政 戴俊 秦飞飞 王永进 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期207-214,共8页

设计并制备了三种不同结构的电泵浦InGaN/GaN量子阱微盘发光器件,对其光增益和光损耗进行了分析和优化。以p型层的结构为分类标准,器件Ⅰ为圆柱形;器件Ⅱ为器件Ⅰ的悬空结构;器件Ⅲ是悬空的圆环形结构。实验和仿真结果表明,三种器件结构... 设计并制备了三种不同结构的电泵浦InGaN/GaN量子阱微盘发光器件,对其光增益和光损耗进行了分析和优化。以p型层的结构为分类标准,器件Ⅰ为圆柱形;器件Ⅱ为器件Ⅰ的悬空结构;器件Ⅲ是悬空的圆环形结构。实验和仿真结果表明,三种器件结构中,器件Ⅱ的结果最好。电极布局为内p外n型的圆柱形器件表面电流分布能够保证发光区和微腔高增益区重合,悬空结构能够降低微盘在垂直方向上的光损耗,有利于更好的光学增益。考虑到共振模式,器件Ⅱ在注入电流大于0.7 mA时,器件Ⅱ实现了峰值波长为408.2 nm、半峰宽为2.62 nm的振荡模式输出。这种电泵浦InGaN/GaN量子阱悬浮微盘二极管器件的设计思路对电泵浦微盘或微环激光器的研制具有重要参考意义。 展开更多

关键词 gan微腔 损耗和增益竞争 ingan/gan量子阱 片上光源

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硅基InGaN/GaN多量子阱微盘器件的发光、探测和数据传输 被引量：2

2

作者 秦飞飞 卢雪瑶 +6 位作者 王潇璇 吴佳启 曹越 张蕾 樊学峰 朱刚毅 王永进 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期978-985,共8页

光源和探测器的集成可有效促进轻量化和小型化光电系统的发展,InGaN/GaN多量子阱器件中发光与探测共存现象为收发一体芯片的设计提供了可能。本文采用标准半导体工艺制备了硅片上集成的圆盘形InGaN/GaN多量子阱阵列器件,并对其发光、探... 光源和探测器的集成可有效促进轻量化和小型化光电系统的发展,InGaN/GaN多量子阱器件中发光与探测共存现象为收发一体芯片的设计提供了可能。本文采用标准半导体工艺制备了硅片上集成的圆盘形InGaN/GaN多量子阱阵列器件,并对其发光、探测以及基本通信特性进行了研究。微盘型器件中的共振模式有助于提升其探测特性,同时各向同性的辐射特性有助于器件作为光源时与探测器在空间上的耦合。作为光源,该器件的开启电压为2.5 V,中心波长455 nm,-3 dB带宽为5.4 MHz。作为探测器,该器件对紫外到蓝光波段的光有响应,探测性能随波长增加而减弱,截止波长450 nm。在365 nm光源激发下,该器件具有最高开关比7.2×10^(4),下降沿时间为0.41 ms。同时,基于单个微盘器件,本文构建并演示了半双工通信系统,在不同频段实现数据传输。这项研究对于电驱动光源制备以及收发一体的光通信具有重要意义。 展开更多

关键词 硅基ingan/gan 多量子阱器件 发光与探测 半双工通信

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MOVPE生长的InGaN/GaN单量子阱的光致发光和光吸收特性(英文) 被引量：5

3

作者 王玥 施卫 +3 位作者 苑进社 贺训军 胡辉 姬广举 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期407-411,共5页

研究了用金属有机物气相外延(MOVPE)法在蓝宝石衬底上生长的In组分浓度保持不变的InGaN/GaN单量子阱结构在室温下的发光特性和光吸收特性。实验结果表明,在InGaN厚度<3 nm时,随着样品InGaN势阱层宽度的增加(1 nm),光致发光(PL)谱的... 研究了用金属有机物气相外延(MOVPE)法在蓝宝石衬底上生长的In组分浓度保持不变的InGaN/GaN单量子阱结构在室温下的发光特性和光吸收特性。实验结果表明,在InGaN厚度<3 nm时,随着样品InGaN势阱层宽度的增加(1 nm),光致发光(PL)谱的发光峰值波长出现明显的红移33 nm现象,而且发光强度下降8%,谱线半峰全宽(FWHM)展宽,通过对样品的透射、反射光谱研究发现,量子阱层窄(1.5 nm)的样品在波长接近红外区时出现无吸收的现象,即R+T达到了100%,而在阱层较宽的样品中没有发现这一现象,对引起这些现象的原因进行了讨论。这些结果有助于开发和优化三族氮化物半导体光电器件的进一步研究工作。 展开更多

关键词 ingan/gan 单量子阱 光致发光 透射光谱 反射光谱

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具有超晶格应力调制结构的绿光InGaN/GaN多量子阱的发光特性 被引量：5

4

作者 王小丽 王文新 +5 位作者 江洋 马紫光 崔彦翔 贾海强 宋京 陈弘 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1152-1158,共7页

研究了具有InGaN/GaN超晶格(SL)插入结构的绿光InGaN/GaN多量子阱(MQW)的发光特性。结构测试表明,SL插入结构并没有引起MQW中平均In组份的增加,而是改变了In组份的分布,形成了高In组份的量子点和低In组份量子阱。其电致发光(EL)谱和光... 研究了具有InGaN/GaN超晶格(SL)插入结构的绿光InGaN/GaN多量子阱(MQW)的发光特性。结构测试表明,SL插入结构并没有引起MQW中平均In组份的增加,而是改变了In组份的分布,形成了高In组份的量子点和低In组份量子阱。其电致发光(EL)谱和光致发光(PL)谱均出现了双发光峰。我们认为这两个峰分别来自于量子点和量子阱,且存在着载流子从阱向点转移的输运机制。最后变温PL积分强度的Arrhenius拟合表明,SL插入结构并没有在MQW中引入新的缺陷,使其发光效率下降。 展开更多

关键词 ingan/gan多量子阱 超晶格 电致发光 光致发光

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InGaN/GaN多量子阱热退火的拉曼光谱和荧光光谱 被引量：3

5

作者 吕国伟 唐英杰 +3 位作者 李卫华 黎子兰 张国义 杜为民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期39-43,共5页

通过拉曼光谱及荧光光谱测量研究了采用低压金属有机化学沉积(MOCVD)方法生长的InGaNGaN多量子阱高温快速热退火处理对量子阱光学性质的影响。观测到退火后InGaNGaN量子阱的拉曼光谱E2,A1(LO)模式的峰位置出现了红移,而且该振动峰的半... 通过拉曼光谱及荧光光谱测量研究了采用低压金属有机化学沉积(MOCVD)方法生长的InGaNGaN多量子阱高温快速热退火处理对量子阱光学性质的影响。观测到退火后InGaNGaN量子阱的拉曼光谱E2,A1(LO)模式的峰位置出现了红移,而且该振动峰的半高宽也有微小变化。温度升高退火效果更明显。退火使量子阱内应力部分消除,同时In,Ga原子扩散出现相分离使拉曼谱表现出变化。在常温和低温下的光荧光谱表明,退火处理的量子阱发光主峰都出现了红移;而且低温退火出现红移,退火温度升高相对低温退火出现蓝移;同时在低温荧光光谱里看到经过退火处理后原发光峰中主峰旁边弱的峰消失了。讨论了退火对多量子阱光学性质的影响。 展开更多

关键词 ingan/gan 多量子阱 光荧光 快速热退火 MOCVD 发光峰 红移 拉曼光谱 荧光光谱 光学性质

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双波长InGaN/GaN多量子阱发光二极管的光电特性 被引量：3

6

作者 陈献文 吴乾 +4 位作者 李述体 郑树文 何苗 范广涵 章勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期190-193,共4页

为了实现高显色指数和流明效率的白光发光二极管,在(0001)蓝宝石衬底上利用金属有机化学气相沉积系统,生长了双波长发射的InGaN/GaN多量子阱发光二极管结构.通过对不同In组分含量的双波长发射发光二极管结构的光致发光和电致发光性能进... 为了实现高显色指数和流明效率的白光发光二极管,在(0001)蓝宝石衬底上利用金属有机化学气相沉积系统,生长了双波长发射的InGaN/GaN多量子阱发光二极管结构.通过对不同In组分含量的双波长发射发光二极管结构的光致发光和电致发光性能进行分析,结果表明In组分含量对双波长发射发光二极管的光致发光谱的稳定性及发光效率有重要影响.此外,用双蓝光发射的芯片来激发YAG:Ce荧光粉实现了高显色指数白光发射. 展开更多

关键词 ingan/gan多量子阱 双波长 发光二极管 金属有机化学气相沉积

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量子尺寸效应对InGaN/GaN量子点中的类氢杂质态的影响 被引量：1

7

作者 蒋逢春 苏玉玲 李俊玉 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2012年第2期102-104,共3页

在有效质量近似下,运用变分法研究了量子尺寸效应对闪锌矿InGaN/GaN量子点中类氢杂质的施主束缚能的影响.数值结果显示,类氢杂质的施主束缚能在很大程度上依赖于杂质位置和量子点结构参数,当杂质位于量子点中心时,施主束缚能最大;当量... 在有效质量近似下,运用变分法研究了量子尺寸效应对闪锌矿InGaN/GaN量子点中类氢杂质的施主束缚能的影响.数值结果显示,类氢杂质的施主束缚能在很大程度上依赖于杂质位置和量子点结构参数,当杂质位于量子点中心时,施主束缚能最大;当量子点尺寸增加时,位于该量子点任一位置处的杂质束缚能均降低. 展开更多

关键词 ingan/gan 量子点 类氢杂质态 变分法 量子尺寸效应 束缚能

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InGaN/GaN量子阱结构的应变状态与微结构、物理性能关系的研究

8

作者 李超荣 吕威 张泽 《电子显微学报》 CAS CSCD 2005年第1期17-22,共6页

应变普遍存在于失配系统中,包括晶格、热膨胀系数以及扩散系数等失配,其状态即应变是否弛豫及弛豫程度与物理性能密切相关。量子阱或超晶格的晶格应变弛豫发生的临界厚度问题是关系到器件设计、材料制备的基本问题,虽然从理论上已提出... 应变普遍存在于失配系统中,包括晶格、热膨胀系数以及扩散系数等失配,其状态即应变是否弛豫及弛豫程度与物理性能密切相关。量子阱或超晶格的晶格应变弛豫发生的临界厚度问题是关系到器件设计、材料制备的基本问题,虽然从理论上已提出了多种计算模型,但不同的模型所计算出的结果差别很大,且不同的模型所使用的范围尚不确定。这就激发了从实验上予以研究的要求。另外,含N的III V族究竟适用何种模型尚无定论,且对其弛豫行为以及对性能的影响缺乏细致的研究。本文应用高分辨X射线衍射和透射电子显微技术研究了InGaN GaN量子阱结构的应变弛豫临界厚度、行为以及对物理性能的影响。得出InGaN GaN量子阱结构的应变弛豫临界厚度更适合基于介稳外延半导体结构应变弛豫的Fischer模型;失配位错为纯刃型位错,可通过滑移面的改变而形成穿透位错;弛豫发生后,非常明显地影响发光性能,尤其是室温下的发光性能。 展开更多

关键词 ingan/gan 量子阱结构 失配 临界厚度 半导体结构 发光性能 器件设计 弛豫 配位 超晶格

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红橙光InGaN/GaN量子阱的结构与光学性质研究

9

作者 苏辉 张荣 +8 位作者 谢自力 刘斌 李毅 傅德颐 赵红 华雪梅 韩平 施毅 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期747-750,共4页

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长了具有高In组分InGaN阱层的InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构,高分辨X射线衍射(HRXRD)ω-2θ扫描拟合得到阱层In含量28%。比较大的表面粗糙度表明有很大的位错密度。室温下光致荧光(PL)研究发现该... 采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长了具有高In组分InGaN阱层的InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构,高分辨X射线衍射(HRXRD)ω-2θ扫描拟合得到阱层In含量28%。比较大的表面粗糙度表明有很大的位错密度。室温下光致荧光(PL)研究发现该量子阱发射可见的红橙光,峰位波长在610 nm附近。变温PL(15～300 K)进一步揭示量子阱在低温下有两个发光机制,对应的发射峰波长分别为538 nm和610 nm。由于In分凝和载流子的局域化导致的载流子动力改变,使得量子阱PL发光峰值随温度增加呈明显的"S"变化趋势。 展开更多

关键词 ingan/gan多量子阱 金属有机化学气相沉积 光致荧光谱 原子力显微镜 红橙光

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利用选择性外延法生长单芯片双波长白光InGaN/GaN多量子阱结构

10

作者 王福学 叶烜超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期23-27,共5页

为了制备单芯片无荧光粉白光InGaN/GaN多量子阱发光结构,利用选择性外延生长法在SiO2条纹掩膜板上生长出具有梯形形貌的GaN微面结构,并在该GaN微面结构上生长InGaN/GaN多量子阱结构,最终在单芯片上获得了双波长发光.结果表明:梯形GaN微... 为了制备单芯片无荧光粉白光InGaN/GaN多量子阱发光结构,利用选择性外延生长法在SiO2条纹掩膜板上生长出具有梯形形貌的GaN微面结构,并在该GaN微面结构上生长InGaN/GaN多量子阱结构,最终在单芯片上获得了双波长发光.结果表明:梯形GaN微面由(0001)和(11-22)面组成,两者的表面能和极性不同,并且在InGaN/GaN多量子阱生长过程中,In原子和Ga原子迁移速率不同,从而使得(0001)和(11-22)面上的多量子阱具有不同的发光波长;该性质可以使(11-22)面的微面量子阱发出蓝光(峰值波长为420nm),而(0001)面的量子阱发出黄光(峰值波长为525nm),最终形成双波长的复合白光外延结构. 展开更多

关键词 白光 发光二极管 选择性外延 gan微面 多量子阱

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基于InGaN/GaN多量子阱双波长发光二极管生长及发光性能 被引量：4

11

作者 赵玲慧 张连 +3 位作者 王晓东 路红喜 王军喜 曾一平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1135-1139,共5页

对基于InGaN/GaN量子阱的蓝绿双波长发光二极管的材料生长和发光性质进行了研究.通过设计生长多组具有不同参量的外延结构,获得了优化的双波长量子阱结构参量,指出量子阱位置的分布、蓝绿阱间垒的宽度以及材料构成对量子阱发光性能均有... 对基于InGaN/GaN量子阱的蓝绿双波长发光二极管的材料生长和发光性质进行了研究.通过设计生长多组具有不同参量的外延结构,获得了优化的双波长量子阱结构参量,指出量子阱位置的分布、蓝绿阱间垒的宽度以及材料构成对量子阱发光性能均有较大影响.对双波长发光二极管器件光学性质进行了研究,结果表明,InGaN/GaN量子阱发光更依赖于In团簇形成的局域激子发光,从而导致了小电流下的反常光学现象.通过数值计算材料内部极化场的强度,对波长漂移的原因进行了解释,并通过双波长发光效率拟合分析了发光二极管"droop"效应可能的产生机理. 展开更多

关键词 ingan gan量子阱 双波长 局域激子发光 极化效应 'droop'效应

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InGaN/GaN多量子阱LED载流子泄漏与温度关系研究 被引量：3

12

作者 刘诗涛 王立 +5 位作者 伍菲菲 杨祺 何沅丹 张建立 全知觉 黄海宾 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期63-69,共7页

通过测量光电流,直接观察了InGaN/GaN量子阱中载流子的泄漏程度随温度升高的变化关系。当LED温度从300K升高到360K时,在相同的光照强度下,LED的光电流增大,说明在温度上升之后,载流子从量子阱中逃逸的数目更多,即载流子泄漏比例增大。同... 通过测量光电流,直接观察了InGaN/GaN量子阱中载流子的泄漏程度随温度升高的变化关系。当LED温度从300K升高到360K时,在相同的光照强度下,LED的光电流增大,说明在温度上升之后,载流子从量子阱中逃逸的数目更多,即载流子泄漏比例增大。同时,光电流的增大在激发密度较低的时候更为明显,而且光电流随温度的增加幅度与激发光子的能量有关。用量子阱-量子点复合模型能很好地解释所观察到的实验现象。实验结果直接证明,随着温度的升高,InGaN/GaN量子阱中的载流子泄漏将显著增加,而且在低激发密度下这一效应更为明显。温度升高导致的载流子泄漏增多是InGaN多量子阱LED发光效率随温度升高而降低的重要原因。 展开更多

关键词 ingan/gan多量子阱 发光二极管 载流子泄漏 量子效率

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极化效应对InGaN/GaN多量子阱结构光电特性的影响 被引量：5

13

作者 路慧敏 陈根祥 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期266-271,共6页

通过求解修正的基于k.p方法的有效质量哈密顿方程并与泊松方程进行自洽,得到在极化效应影响下InGaN/GaN多量子阱的能带结构和自发辐射谱。计算结果表明,极化效应使InGaN/GaN多量子阱结构的带边由方形势变成三角形势,使导带和价带间的带... 通过求解修正的基于k.p方法的有效质量哈密顿方程并与泊松方程进行自洽,得到在极化效应影响下InGaN/GaN多量子阱的能带结构和自发辐射谱。计算结果表明,极化效应使InGaN/GaN多量子阱结构的带边由方形势变成三角形势,使导带和价带间的带隙宽度减小导致发光峰值波长红移,并使电子和空穴的分布产生空间分离从而减小发光效率。同时,随着InGaN/GaN多量子阱结构阱层In组分的增多或阱层宽度的增加,极化效应带来的发光峰值波长红移效果进一步增强。 展开更多

关键词 ingan/gan 极化效应 多量子阱 自发辐射谱

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阱宽和垒厚对InGaN/GaN多量子阱结构光电特性的影响 被引量：2

14

作者 路慧敏 陈根祥 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期696-700,共5页

通过求解修正的基于k.p方法的有效质量哈密顿方程并与泊松方程进行自洽,得到在极化效应影响下的不同阱宽和垒厚的InGaN/GaN多量子阱导带和价带的能带结构,并计算了不同多量子阱结构的自发辐射谱。仿真结果表明:阱宽和垒厚对InGaN/GaN多... 通过求解修正的基于k.p方法的有效质量哈密顿方程并与泊松方程进行自洽,得到在极化效应影响下的不同阱宽和垒厚的InGaN/GaN多量子阱导带和价带的能带结构,并计算了不同多量子阱结构的自发辐射谱。仿真结果表明:阱宽和垒厚对InGaN/GaN多量子阱结构的光电子学特性有很大的影响。随着阱宽和垒厚的增加,InGaN/GaN多量子阱结构的辐射峰值波长出现一定程度的红移,辐射强度也有所降低。极化效应产生的极化电场能够减小InGaN/GaN多量子阱结构导带和价带间的带隙宽度,并使电子和空穴的分布产生空间分离。与不考虑极化效应的结果对比得出,在极化效应的影响下,InGaN/GaN多量子阱结构的光电子学特性对阱宽和垒厚的依赖性增强。 展开更多

关键词 多量子阱 ingan/gan 极化效应 自发辐射谱

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InGaN/GaN量子阱太阳能电池研究进展 被引量：2

15

作者 赖萌华 张保平 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期652-664,共13页

InGaN/GaN量子阱太阳能电池在扩宽氮化物半导体太阳能电池光谱响应和提高电池效率方面有较大优势,近几年来受到了广泛关注.本文回顾了InGaN/GaN量子阱电池发展历程,论述了量子阱区域结构设计和外界条件对InGaN/GaN量子阱电池效率的影响... InGaN/GaN量子阱太阳能电池在扩宽氮化物半导体太阳能电池光谱响应和提高电池效率方面有较大优势,近几年来受到了广泛关注.本文回顾了InGaN/GaN量子阱电池发展历程,论述了量子阱区域结构设计和外界条件对InGaN/GaN量子阱电池效率的影响,介绍了为提高InGaN/GaN量子阱电池效率所进行的关键工艺技术研究,总结了实现高效InGaN/GaN量子阱电池需要解决的问题和可能解决方案,为高效InGaN/GaN量子阱电池的实现提供参考. 展开更多

关键词 ingan/gan量子阱 太阳能电池 氮化物半导体 gan ingan

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硅衬底生长的InGaN/GaN多层量子阱中δ型硅掺杂n-GaN层对载流子复合过程的调节作用 被引量：1

16

作者 周之琰 杨坤 +2 位作者 黄耀民 林涛 冯哲川 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1722-1729,共8页

为了解决在单晶硅衬底上生长的InGaN/GaN多层量子阱发光二极管器件发光效率显著降低的问题,使用周期性δ型Si掺杂的GaN取代Si均匀掺杂的GaN作为n型层释放多层界面间的张应力。采用稳态荧光谱及时间分辨荧光谱测量,提取并分析了使用该方... 为了解决在单晶硅衬底上生长的InGaN/GaN多层量子阱发光二极管器件发光效率显著降低的问题,使用周期性δ型Si掺杂的GaN取代Si均匀掺杂的GaN作为n型层释放多层界面间的张应力。采用稳态荧光谱及时间分辨荧光谱测量,提取并分析了使用该方案前后的多层量子阱中辐射/非辐射复合速率随温度(10～300K)的变化规律。实验结果表明引入δ-Si掺杂的n-GaN层后,非辐射复合平均激活能由(18±3)meV升高到(38±10)meV,对应非辐射复合速率随温度升高而上升的趋势变缓,室温下非辐射复合速率下降,体系中与阱宽涨落有关的浅能级复合中心浓度减小,PL峰位由531nm左右红移至579nm左右,样品PL效率随温度的衰减受到抑制。使用周期性δ型Si掺杂的GaN取代Si均匀掺杂的GaN作为生长在Si衬底上的InGaN/GaN多层量子阱LED器件n型层,由于应力释放,降低了多层量子阱与n-GaN界面、InGaN/GaN界面的缺陷密度,使得器件性能得到了改善。 展开更多

关键词 ingan/gan多层量子阱 光致荧光 时间分辨荧光谱 硅衬底

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垒层p型掺杂量的分布对InGaN基发光二极管性能的影响

17

作者 刘超 李述体 +1 位作者 仵乐娟 王海龙 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第2期60-63,共4页

采用APSYS软件分析了InGaN基发光二极管的垒层中p型掺杂量的分布及其作用.结果表明,当所有的p型掺杂量集中于最后一个垒层时,发光二极管的发光强度最大,大注入电流下的效率衰减量最小.其主要原因是优化了垒层中p型掺杂量的分布有利于电... 采用APSYS软件分析了InGaN基发光二极管的垒层中p型掺杂量的分布及其作用.结果表明,当所有的p型掺杂量集中于最后一个垒层时,发光二极管的发光强度最大,大注入电流下的效率衰减量最小.其主要原因是优化了垒层中p型掺杂量的分布有利于电子限制和空穴注入. 展开更多

关键词 发光二极管 gan ingan 多量子阱

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量子阱结构对含V形坑InGaN/GaN蓝光LED效率衰减的影响

18

作者 吕全江 莫春兰 +3 位作者 张建立 吴小明 刘军林 江风益 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期923-929,共7页

使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了含V形坑的InGaN/GaN蓝光LED。通过改变生长温度,生长了禁带宽度稍大的载流子限制阱和禁带宽度稍小的发光阱,研究了两类量子阱组合对含V形坑InG aN/GaN基蓝光LED效率衰减的影响。使用高分辨率X射线衍射仪... 使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了含V形坑的InGaN/GaN蓝光LED。通过改变生长温度,生长了禁带宽度稍大的载流子限制阱和禁带宽度稍小的发光阱,研究了两类量子阱组合对含V形坑InG aN/GaN基蓝光LED效率衰减的影响。使用高分辨率X射线衍射仪和LED电致发光测试系统对LED外延结构和LED光电性能进行了表征。结果表明:限制阱靠近n层、发光阱靠近p层的新型量子阱结构,在室温75 A/cm^2时的外量子效率相对于其最高点仅衰减12.7%,明显优于其他量子阱结构的16.3%、16.0%、28.4%效率衰减,且只有这种结构在低温时(T≤150 K)未出现内量子效率随电流增大而剧烈衰减的现象。结果表明,合理的量子阱结构设计能够显著提高电子空穴在含V形坑量子阱中的有效交叠,促进载流子在阱间交互,提高载流子匹配度,抑制电子泄漏,从而减缓效率衰减、提升器件光电性能。 展开更多

关键词 硅衬底 ingan/gan蓝光LED 效率衰减 V形坑 量子阱结构

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垒层厚度对InGaN/GaN多量子阱电注入发光性能的影响及机理

19

作者 黄佳琳 易淋凯 +1 位作者 周梅 赵德刚 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期208-213,共6页

研究了不同垒厚对InGaN/GaN多量子阱电注入发光性能的影响及机理。实验发现,当GaN垒层的厚度从6 nm增大到24 nm时,垒厚的样品发光强度更强,而且当注入电流增加时,适当增加垒厚,可以更显著增加发光强度。进一步结合发光峰位和光谱宽度的... 研究了不同垒厚对InGaN/GaN多量子阱电注入发光性能的影响及机理。实验发现,当GaN垒层的厚度从6 nm增大到24 nm时,垒厚的样品发光强度更强,而且当注入电流增加时,适当增加垒厚,可以更显著增加发光强度。进一步结合发光峰位和光谱宽度的研究表明,由于应力和极化效应的存在,当垒层厚度在6~24nm范围内时,适当增加垒层厚度不仅会使得能带的倾斜加剧,减少电子泄露,而且也会增加InGaN阱层的局域态深度,从而改善量子阱的发光性能。 展开更多

关键词 ingan/gan 多量子阱 垒层厚度 电注入发光

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蓝光激光器结构中InGaN/GaN多量子阱界面效应的精细光致发光光谱研究

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作者 王滔 刘建勋 +4 位作者 葛啸天 王荣新 孙钱 宁吉强 郑昌成 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1179-1185,共7页

金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备InGaN/GaN多量子阱结构时,在GaN势垒层生长的N_(2)载气中引入适量H_(2),能够有效改善阱/垒界面质量从而提升发光效率。本工作利用光致发光(PL)光谱技术,对蓝光激光器结构中的InGaN/GaN多量子阱的发... 金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备InGaN/GaN多量子阱结构时,在GaN势垒层生长的N_(2)载气中引入适量H_(2),能够有效改善阱/垒界面质量从而提升发光效率。本工作利用光致发光(PL)光谱技术,对蓝光激光器结构中的InGaN/GaN多量子阱的发光性能进行了精细的光谱学测量与表征,研究了通H_(2)生长对量子阱界面的调控效应及其发光效率提升的物理机制。室温PL光谱结果显示,GaN势垒层生长载气中引入2.5%的H_(2)使InGaN/GaN多量子阱的发光效率提升了75%、发光峰的峰位蓝移了17 meV、半峰宽(FWHM)减小了10 meV。通过功率依赖的PL光谱特征分析,我们对InGaN/GaN量子阱中的量子限制Stark效应(QCSE)和能带填充(Band Filling)效应进行了清晰的辨析,发现了发光峰峰位和峰宽的光谱特征主要受QCSE效应影响,H_(2)的引入能够大幅度降低QCSE效应,并且确定了QCSE效应被完全屏蔽情况下的发光峰能量为2.75 eV。温度依赖的PL光谱数据揭示了通H_(2)生长量子阱结构中显著减弱的载流子局域化行为,显示界面质量提高有效降低了限制势垒的能量波动,从而导致更窄的发光峰半峰宽。PL光谱强度随温度的变化规律表明,通H_(2)生长并不改变量子阱界面处的非辐射复合中心的物理本质,却能够显著减少非辐射复合中心的密度,有助于提升量子阱的发光效率。通过时间分辨PL光谱分析,发现通H_(2)生长会导致量子阱结构中更短的载流子辐射复合寿命,但不影响非辐射复合寿命。载流子复合寿命的变化特征进一步确认了通H_(2)生长对量子阱结构中QCSE效应和非辐射复合中心的影响规律。综合所有PL光谱分析结果,我们发现通H_(2)生长能够提高InGaN/GaN多量子阱的界面质量、显著减弱应力效应(更弱的QCSE效应)、降低限制势垒的能量波动以及减少界面处非辐射复合中心的密度,从而显著提升量子阱的发光效率。该研究工作充分显示了PL光谱技术对半导体量子结构发光性能的精细表征能力,光谱分析结果能够为InGaN/GaN多量子阱生长提供有价值的参考。 展开更多

关键词 ingan/gan多量子阱 光致发光光谱 量子限制Stark效应 载流子局域化 载流子复合寿命

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