磷砷化镓黄色发光二极管

采用掺氨砷压法在磷化镓衬底上外延生长掺碲n型的GaAs0.15P0.85:N/GaP材料,制成磷砷化镓黄色发光二极管,测量了其光学和电学性能.讨论了影响器件发光效率的因素.     

高亮度发光二极管照亮人类的未来

 我们知道,发光是一种能量转换现象。当系统受到外界激发后,会从稳定的低能态跃迁到不稳定的高能态。当系统由不稳定的高能态重新回到稳定的低能态时,如果多余的能量以光的形式辐射出来,就产生发光现象。半导体发光二极管利用注入PN结的少数载流子与多数载流子复合,从而发出可见光,是一种直接把电能转化为光能的发光器件。     

发光二极管特性及其改进办法

用半导体P—n结把电流转换成光的器件总称为发光二极管。因此它包括通常的自然光发光二极管,激光二极管以及具有电、光开关性能(P—n—P—n结构)的二极管等。发光二极管材料主要有GaAs,GaP,Ga(As,P),(Ga,Al)As等。其中有的已有商品。除此之外,正在研究(Ga,In)P,GaN,SiC等其他材料。本文介绍了用典型的发光材料制成的一般发光二极管。做为发光二极管的特性,首要的问题是发光效率,对可见发光二极     

磷化镓变色显示器的制作和特性

近几年,关于半导体发光器件的技术已稳固建立。一些分立的器件和简单的数码管已广泛应用于工业和军事上的显示。还正在开展用这种技术制备比较复杂的显示器。特别是制备那种要求可靠性高,寿命长和驱动电压低的显示器。最常用的显示材料是发红光的GaAsP和GaP。前者,由于它既适合于平面工艺而又具有高自吸收系数,因而用不同复杂的光学隔离工序便可制备成单片的,高分辨的显示器,所以已比较广泛地用它来制备复杂的阵列。 引进发黄色和绿色光的Ⅲ—Ⅴ族化合物材料,大大扩展了可用发光二极管显示的范围。     

两种非晶碳化硅薄膜发光二极管

利用硅烷与甲烷的混合气在射频电场下的等离子体反应,淀积不同导电类型的非晶碳化硅薄膜,制成了p-i-n结注入型和均匀材料的碰撞电离型两种大面积发光二极管。本文报导这两种非晶发光器件的结构设计及光谱特性,并对器件的发光机现进行了讨论。     

Si单晶上的GaP外延生长

最近,日本电子总研固体物性研究所,已研究成在Si单晶上外延生长GaP单晶的技术。GaP是一种宽禁带半导体材料。比较容易控制其导电类型(n型或p型),因而做为可见发光二极管(波长为7000(?)或5570(?))正在得到应用。 GaP发光二极管最有希望的应用,是文字或图像显示板上的应用。从这类应用的实施角度来看,必须要解决如下问题:要确立高发光效率的优质GaP单晶的制备技术及其批量生产技术。     

发光二极管特性的测定

为了使人们进一步对发光二极管应用技术的发展有所了解,本文叙述了与用户和生产单位都有关系的元件特性测试法。作为具体的例子,主要以三菱电机制造的红色发光二极管ME112为例来说明。 发光二极管是利用半导体物质作为材料,伴随p—n结的少数载流子注入而发光的半导体元件。 作为这种料材的半导体物质有多种,但是,现在实用的料材有Ⅲ-Ⅴ族的GaAs、GaP,与此相同还有Ⅲ—Ⅴ族AlAs和GaAs的混晶     

在透明衬底上制取高效率GaAsP发光二极管

市售的GaAsP发光二级管所发出的光仅占其内部所产生光量的2～4％。效率低的部分原因是由于光被较小的带隙过渡区和衬底所吸收。假如GaAsP生长在透明衬底上,从而使衬底和过渡区具有比GaAsP发射区更宽的带隙,则外量子效率可获得显著的提高。原则上诸如尖晶石、蓝宝石、GaP以及带隙比发光GaAsP更大的GaAsP材料都可用作衬底。虽然对于后两种材料都进行过研究, 但本文的结果都是用GaP作衬底制作的器件所得到的。 所研究过的第一种结构是在GaP(100)衬底上生长GaAs0.6P0.4。外延层组分从衬底的GaP开始逐渐变化到GaAs0.6P0.4,紧接着再生长5μ恒定组分的GaAs0.6P0.4。器件的几何构造是采用Zn扩散和光刻腐蚀的p-n结台面,顶部是Al欧姆接触,底部是能反射光的欧姆接触。然后经过锯割或划片把片子分成小块,由于GaAs0.6P0.4是直接带发射体。恒定组分区p-n结所产     

基于金属卤化物钙钛矿材料的高效发光二极管

金属卤化物钙钛矿半导体既在光伏器件研究中获得巨大进展,又在发光应用中体现出明显优势。金属卤化物钙钛矿半导体的荧光转化效率高、发光峰形窄、发射光谱可调控并可覆盖整个可见光范围,从而使得该类材料所制备的发光二极管有望满足下一代显示技术应用的性能要求。文章在简要叙述发光二极管基本原理的基础上,分别介绍了钙钛矿材料的结构和荧光特性、钙钛矿发光二极管的电致发光特性,以及钙钛矿发光二极管进入实际应用所必须解决的器件寿命、离子迁移和光谱不稳定性等主要技术问题,最后讨论了钙钛矿发光技术所面临的机遇和挑战。     

无注入型发光二极管的载流子输运模型研究

无载流子注入型发光二极管(简称无注入型LED)因其简单的器件结构有望应用于Micro-LED、纳米像元发光显示等新型微显示技术.由于没有外部载流子注入,无注入型LED的内部载流子输运行为无法直接用传统的PN结理论进行描述.因此,建立无注入型LED的载流子输运模型对于理解其工作机理和提高器件性能具有重要意义.本文根据无注入型LED的器件结构,结合PN结理论建立无注入型LED的载流子输运数学模型.基于该数学模型解释器件的工作原理,获得器件的载流子输运特性,揭示感应电荷区长度、内部PN结压降与外加驱动电压频率的关系.根据建立的数学模型提出了针对无注入型LED器件设计的建议:1)减小感应电荷区掺杂浓度,可有效提高内部LED的压降;2)利用PN结的隧穿效应,可有效提高器件内部LED的压降;3)使用正负方波驱动可以获得比正弦驱动更大的内部LED压降.本文有关无注入型LED的载流子输运模型的研究有望为改善无注入型LED器件结构、优化工作模式提供理论指导.     

磷化镓场致发光二极管

本文叙述了具有S形I-U特性的绿色和红色发光光源,它是一种外延p—n—p—n结构的GaP场致发光二极管。 论述了这类管子的电学场致发光特性和参数,表明磷化镓场致发光二极管的特性和由其他材料制成的发光二极管的特性相似。     

可调色红光有机电致发光器件

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件,利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层,二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料,在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光,通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构,从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。     

具有金属反射腔的半导体平面发先器件设计原理

半导体平面发光二极管与发光二极管单管相比,具有较大的发光面、发光均匀、视角大等优点,在仪器仪共、大型厂矿的中央控制室以及军事指挥所的模拟屏等方面有广泛应用. 在某些应用中(例如将它装备在野外工作的代表上,将它作为飞机骂驶舱的告警显示、模拟显示,以及大型矩阵显示屏幕的发光单元),田于环境照变较高,要求发光器件具有更高的亮度.为了提高发光亮度,在管芯发光效率确定的条件下,我们应用物理学的一些基本原理,对发光器件的结构、材料作了最佳的选择和设计,达到了提高发光器件亮度的目的.图1是金属反射腔半导体平面发光器件的结构. …     

单根镓掺杂氧化锌微米线异质结基高亮黄光发光二极管EI北大核心CSCD

基于半导体低维微纳结构构筑的可见光发光器件,特别是位于500~600 nm波段的黄绿光光源,因具有较高的发光效率、长寿命和低功耗等特点,在超高分辨率显示与照明、单分子传感和成像等领域有着广泛的应用价值。由于高性能低维黄绿色发光器件在发光材料制备、器件结构以及发光器件的“Green/yellow gap”和“Efficiency droop”等方面受到严重限制,极大地影响了低维微纳结构黄绿光发光器件的开发和应用。本文采用单根镓掺杂氧化锌(ZnO∶Ga)微米线和p型InGaN衬底构筑了异质结基黄光发光二极管,其输出波长位于580 nm附近,半峰宽大约为50 nm。随注入电流的增加,光谱的峰位和半峰宽几乎没有任何变化,也没有观察到InGaN基光源中常见的量子斯塔克效应。器件相应的色坐标始终处于黄光色域范围。更为重要的是,器件的外量子效率在大电流注入下并没有出现较大的下降。结合单根ZnO∶Ga微米线和InGaN的光致发光光谱,以及n-ZnO∶Ga/p-InGaN异质结能带结构理论,可以推断该制备器件的发光来自于ZnO∶Ga微米线和InGaN结区界面处载流子的辐射复合,器件的Droop效应得到明显抑制。实验结果表明,n-ZnO∶Ga微米线/p-InGaN异质结可用于制备高性能、高亮度的低维黄光发光二极管。     

氮化镓的物理性质

氮化镓(GaN)是Ⅲ—Ⅴ族化合物的一种,它和同类化合物中的GaAs或GaP等材料相比,禁带宽度(Eg)大,室温下约为3.4eV。光学的基本吸收端在近紫外区。由于Eg大,所以作为蓝色发光器件用的材料而受到重视。它似乎具有直接跃迁型的能带结构。 晶体结构为纤维锌矿石型(六方形晶体系),a=3.189A,c=5.185A。目前制成优质的单晶还很困难,这成了GaN研究上的障碍。 普通的方法制得的晶体是n型,尽管禁带宽,但导电率高。其原因是由于存在氮的空位(变成浅施主)或者氧的影响。虽然通过掺杂也可能变成P型,但似乎不容易。     

Ⅱ—Ⅵ族化合物注入式发光的进展

本文是一篇Ⅱ-Ⅵ族化合物注入式发光的情况报告。对用于注入式发光器件的已知的和潜在的材料作了简要的评论,并对Ⅱ-Ⅵ族化合物与其它材料的优缺点进行了对照比较。接着讨论了Ⅱ-Ⅵ族化合物的一般特性,这些特性直接影响注入式发光器件的性能,包括:施主和受主的溶解度、补偿现象、以及缺陷中心的本质。在讨论用来获得注入式发光的各种结构时,对其中两例做了比较详细的描述,一是p-n结型器件,一是单一导电类型器件。估价了以Ⅱ-Ⅵ族化合物制作注入式发光器件的前途,其中涉及到我们的知识不足的一些方面,这些方面应当作为进一步研究的焦点。     

GaP台面腐蚀研究

高效GaP绿色发光二极管制造中,器件的隔离和台面制作具有十分重要意义。本文介绍了用于GaP发光器件的隔离和台面制作的碱性铁氰化钾化学腐蚀技术。观察了腐蚀温度,腐蚀时间对腐蚀深度和表面形貌间关系。结果表明:碱性铁氰化钾对GaP台面腐蚀是一种优良的腐蚀剂,具有较高的腐蚀速率(2微米/分),并可获得光滑无凹坑或少凹坑的腐蚀面。对出现的实验现象从机理上作了解释。     

RCA公司制成蓝色发光二极管显示器

据Electronics 46(3),1973报导,美国RCA公司制出蓝色发光二极管显示器。这种蓝色发光二极管是一种“金属—绝缘体n型(MIN)”器件,在室温下工作。它由宽禁带材料氨化镓(3.5伏)做成。这种材料透明于可见光。这种透明性意味着,通过控制杂质可产生各种颜色,包括其它Ⅲ—Ⅴ族化合物如磷砷化镓和磷化镓等所能得到的红色、黄色和绿色。     

GaP发光二极管中深能级对发光强度的影响研究

应用深能级瞬态谱(DLTS)技术,研究了GaP发光二极管中Zn-O对深能级,并计算出了其能级的激活能。GaP红色发光二极管经过γ射线长时间辐照后,其Zn-O对的浓度和发光管发光强度发生了变化。结果表明,经γ射线辐照后,GaP红色发光二极管中的Zn-O对的浓度增大,发光强度增强。它为提高GaP红色发光二极管的发光效率提供了一种新的方法。     

掺杂与Al组分对AlGaInP四元系LED发光效率的影响

在AlGaInP四元系双异质结发光二极管(DH—LED)的材料生长过程中,限制层的Al组分与P型掺杂浓度的确定有较大的随意性,这对LED的发光不利。通过分析载流子在发光二极管(LED)双异质结中的输运情况,得到了在不同的P型掺杂程度下,限制层Al组分与LED发光效率的关系,从而可以探索P型掺杂与Al组分对发光效率影响的规律,得到的结论对于LED的器件结构设计以及MOCVD材料生长有一定的指导意义。