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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
垒温对硅衬底GaN基蓝光LED发光效率的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
用MOCVD技术在硅衬底上生长了GaN基蓝光LED外延材料,研究了有源层多量子阱中垒的生长温度对发光效率的影响,获得了不同电流密度下外量子效率(EQE)随垒温的变化关系。结果表明,在860~915℃范围内,发光效率随着垒温的上升而上升。当垒温超过915℃后,发光效率大幅下降。这一EL特性与X光双晶衍射和二次离子质谱所获得的阱垒界面陡峭程度有明显的对应关系,界面越陡峭则发光效率越高。垒温过高使界面变差的原因归结为阱垒界面的原子扩散。垒温偏低使界面变差的原因归结为垒对前一个量子阱界面的修复作用和为后一个量子阱提供台阶流界面的能力偏弱。外延生长时的最佳垒温范围为895~915℃。  相似文献   

2.
采用MOCVD技术在图形化硅衬底上生长了InGaN/GaN多量子阱黄光LED外延材料,研究了不同的量子阱生长气压对黄光LED光电性能的影响。使用高分辨率X射线衍射仪(HRXRD)和荧光显微镜(FL)对晶体质量进行了表征,使用电致发光系统积分球测试对光电性能进行了表征。结果表明:随着气压升高,In的并入量略有降低且均匀性更好,量子阱中的点缺陷数目降低,但是阱垒间界面质量有所下降。在实验选取的4个气压4,6.65,10,13.3 kPa下,外量子效率最大值随着量子阱生长气压的上升而显著升高,分别为16.60%、23.07%、26.40%、27.66%,但是13.3 kPa下生长的样品在大电流下EQE随电流droop效应有所加剧,在20 A·cm-2的工作电流下,样品A、B、C、D的EQE分别为16.60%、19.77%、20.03%、19.45%,10 kPa下生长的量子阱的整体光电性能最好。  相似文献   

3.
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N2载气中引入适量H2,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H2生长对量子阱界面的调控...  相似文献   

4.
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。  相似文献   

5.
在(0001)蓝宝石衬底上分别用金属有机化学气相沉积技术外延生长了InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InGaN/AlInGaN多量子阱激光器结构, 并分别制作了脊形波导GaN基激光器。同步辐射X射线衍射,电注入受激发射光谱测试及光功率-电流(L-I)测试证明,相对于GaN垒材料,InGaN垒材料,AlInGaN四元合金垒材料更能改善多量子阱的晶体质量,提高量子阱的量子效率及降低激光器阈值电流。相关的机制为:组分调节合适的四元合金垒层中Al的掺入使得量子阱势垒高度增加,阱区收集载流子的能力增强;In的掺入能更多地补偿应力,减少了由于缺陷和位错所产生的非辐射复合中心密度;In的掺入还减小了量子阱中应力引致的压电场,电子空穴波函数空间交叠得以加强,使得辐射复合增加。  相似文献   

6.
邢艳辉  韩军  刘建平  邓军  牛南辉  沈光地 《物理学报》2007,56(12):7295-7299
利用金属有机物化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上生长InGaN/GaN多量子阱结构.对多量子阱垒层掺In和非掺In进行了比较研究,结果表明,垒掺In 的样品界面质量变差,但明显增加了光致发光谱的峰值强度和积分强度,带边峰与黄光峰强度之比增大,降低了表面粗糙度.利用这两种结构制备了相应的发光二极管(LED)样品.通过电荧光测量可知,垒掺In的LED比非掺In的LED有较高的发光强度和相对均匀的波长,这主要是由于垒掺In后降低了阱与垒之间晶格失配的应力,从而降低了极化电场,提高了辐射复合效率. 关键词: InGaN/GaN多量子阱 X射线双晶衍射 原子力显微镜 光致发光  相似文献   

7.
刘木林  闵秋应  叶志清 《物理学报》2012,61(17):178503-178503
InGaN/GaN基阱垒结构LED当注入的电流密度较大时, LED的量子效率随注入电流密度增大而下降, 即droop效应.本文在Si (111)衬底上生长了 InGaN/GaN 基蓝光多量子阱结构的LED,通过将实验测量的光电性能曲线与利用ABC模型模拟的结果进行对比, 探讨了droop效应的成因.结果显示:温度下降会阻碍电流扩展和降低空穴浓度, 电子在阱中分布会越来越不平衡,阱中局部区域中因填充了势能越来越高的电子而溢出阱外, 从而使droop效应随着温度的降低在更小的电流密度下出现且更为严重, 不同温度下实验值与俄歇复合模型模拟的结果在高注入时趋势相反.这此结果表明,引起 droop效应的主因不是俄歇非辐射复合而是电子溢出,电子溢出的本质原因是载流子在阱中分布不均衡.  相似文献   

8.
在Aixtron 3×2近耦合喷淋式金属有机化学气相沉积反应室中,调节喷淋头与基座之间的距离,制备了7,13,18,25 mm间距的4个InGaN/GaN量子阱样品。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对样品表面形貌及界面质量进行了表征。研究表明:随着高度的增加,量子阱的表面粗糙度减少,垒/阱界面陡峭度逐步变差,垒层和阱层厚度及阱层In组分含量减少;增加高度至一定值后,量子阱厚度及In组分趋于稳定。此外,对比垒层和阱层的厚度变化,垒层厚度的变化幅度较阱层更为明显。  相似文献   

9.
Si掺杂对AlGaInP/GaInP多量子阱性能的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
采用LP-MOCVD技术在n-GaAs衬底上生长了AlGaInP/GaInP多量子阱红光LED外延片。以X射线双晶衍射技术和光致发光技术对外延片进行了表征,研究了Si掺杂对AlGaInP/GaInP多量子阱性能的影响。研究表明:掺Si能大大提高(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱的发光强度。相对于未故意掺杂的样品,多量子阱垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍。外延片的X射线双晶衍射测试表明,Si掺杂并没有使多量子阱的界面质量变差。  相似文献   

10.
周之琰  杨坤  黄耀民  林涛  冯哲川 《发光学报》2018,39(12):1722-1729
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(10~300 K)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531 nm左右红移至579 nm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。  相似文献   

11.
In this paper,InGaN/GaN multiple quantum well solar cells (MQWSCs) with an In content of 0.15 are fabricated and studied.The short-circuit density,fill factor and open-circuit voltage (V oc) of the device are 0.7 mA/cm 2,0.40 and 2.22 V,respectively.The results exhibit a significant enhancement of V oc compared with those of InGaN-based hetero and homojunction cells.This enhancement indicates that the InGaN/GaN MQWSC offers an effective way for increasing V oc of an In-rich In x Ga 1 x N solar cell.The device exhibits an external quantum efficiency (EQE) of 36% (7%) at 388 nm (430 nm).The photovoltaic performance of the device can be improved by optimizing the structure of the InGaN/GaN multiple quantum well.  相似文献   

12.
The influences of InGaN/GaN multiple quantum wells(MQWs) and AlGaN electron-blocking layers(EBL) on the performance of GaN-based violet laser diodes are investigated. Compared with the InGaN/GaN MQWs grown at two different temperatures, the same-temperature growth of InGaN well and GaN barrier layers has a positive effect on the threshold current and slope efficiency of laser diodes, indicating that the quality of MQWs is improved. In addition, the performance of GaN laser diodes could be further improved by increasing Al content in the AlGaN EBL due to the fact that the electron leakage current could be reduced by properly increasing the barrier height of AlGaN EBL. The violet laser diode with a peak output power of 20 W is obtained.  相似文献   

13.
GaN-based blue light emitting diodes(LEDs) have undergone great development in recent years,but the improvement of green LEDs is still in progress.Currently,the external quantum efficiency(EQE) of GaN-based green LEDs is typically30%,which is much lower than that of top-level blue LEDs.The current challenge with regard to GaN-based green LEDs is to grow a high quality In GaN quantum well(QW) with low strain.Many techniques of improving efficiency are discussed,such as inserting Al GaN between the QW and the barrier,employing prestrained layers beneath the QW and growing semipolar QW.The recent progress of GaN-based green LEDs on Si substrate is also reported:high efficiency,high power green LEDs on Si substrate with 45.2% IQE at 35 A/cm2,and the relevant techniques are detailed.  相似文献   

14.
周梅  赵德刚 《物理学报》2016,65(7):77802-077802
采用LASTIP软件研究了InGaN/GaN(In组分为15%)量子阱垒层和阱层厚度对GaN基蓝紫光激光器性能的影响及机理. 模拟计算结果表明, 当阱层太薄或太厚时, GaN基激光器的阈值电流增加、输出功率下降, 最优的阱层厚度为4.0 nm左右; 当阱层厚度太薄时, 载流子很容易泄漏, 而当阱层厚度太厚时, 极化效应导致发光效率降低, 研究还发现, 与垒层厚度为7 nm 相比, 垒层厚度为15 nm时激光器的阈值电流更低、输出功率更高, 因此适当地增加垒层厚度能显著抑制载流子泄漏, 从而改善激光器性能.  相似文献   

15.
In order to investigate the inherent polarization intensity in InGaN/GaN multiple quantum well(MQW) structures,the electroluminescence(EL) spectra of three samples with different GaN barrier thicknesses of 21.3 nm, 11.4 nm, and 6.5 nm are experimentally studied. All of the EL spectra present a similar blue-shift under the low-level current injection,and then turns to a red-shift tendency when the current increases to a specific value, which is defined as the turning point.The value of this turning point differs from one another for the three InGaN/GaN MQW samples. Sample A, which has the GaN barrier thickness of 21.3 nm, shows the highest current injection level at the turning point as well as the largest value of blue-shift. It indicates that sample A has the maximum intensity of the polarization field. The red-shift of the EL spectra results from the vertical electron leakage in InGaN/GaN MQWs and the corresponding self-heating effect under the high-level current injection. As a result, it is an effective approach to evaluate the polarization field in the InGaN/GaN MQW structures by using the injection current level at the turning point and the blue-shift of the EL spectra profiles.  相似文献   

16.
A strain-compensated InGaN quantum well(QW) active region employing a tensile AlGaN barrier is analyzed.Its spectral stability and efficiency droop for a dual-blue light-emitting diode(LED) are improved compared with those of the conventional InGaN/GaN QW dual-blue LEDs based on a stacking structure of two In0.18Ga0.82N/GaN QWs and two In0.12Ga0.88N/GaN QWs on the same sapphire substrate.It is found that the optimal performance is achieved when the Al composition of the strain-compensated AlGaN layer is 0.12 in blue QW and 0.21 in blue-violet QW.The improvement performance can be attributed to the strain-compensated InGaN-AlGaN/GaN QW,which can provide a better carrier confinement and effectively reduce leakage current.  相似文献   

17.
<正>In this study,the characteristics of nitride-based light-emitting diodes with different last barrier structures are analysed numerically.The energy band diagrams,electrostatic field near the last quantum barrier,carrier concentration in the quantum well,internal quantum efficiency,and light output power are systematically investigated.The simulation results show that the efficiency droop is markedly improved and the output power is greatly enhanced when the conventional GaN last barrier is replaced by an AlGaN barrier with Al composition graded linearly from 0 to 15% in the growth direction.These improvements are attributed to enhanced efficiencies of electron confinement and hole injection caused by the lower polarization effect at the last-barrier/electron blocking layer interface when the graded Al composition last barrier is used.  相似文献   

18.
周梅  赵德刚 《发光学报》2009,30(6):824-831
研究了GaN肖特基结构(n--GaN /n+-GaN)紫外探测器的结构参数对器件性能的影响机理。模拟计算结果表明:提高肖特基势垒高度和减小表面复合速率,不仅可以增加器件的量子效率,而且可以极大地减小器件的暗电流;适当地增加n--GaN层厚度和载流子浓度可以提高器件的量子效率,但减小n--GaN层的载流子浓度却有利于减小器件的暗电流。我们针对实际应用的需要,提出了一个优化器件结构参数的设计方案,特别是如果实际应用中对器件的量子效率和暗电流都有较高的要求,肖特基势垒高度应该≥0.8 eV,n--GaN层的厚度≥200 nm,载流子浓度1×1017 cm-3 左右,表面复合速率<1×107 cm/s。  相似文献   

19.
田苗苗  贺小光  祁金刚  王宁 《发光学报》2015,36(11):1307-1310
为了提高有机电致发光器件(OLED)在高电流密度下的发光效率, 在以C545T掺杂Alq3为发光层的有机小分子绿光器件中的发光层与电子传输层之间插入超薄LiF绝缘层.结果表明, 器件的外量子效率随着电流密度的增加始终没有降低, 直至600 mA/cm2时达到最大值 4.79%, 是相同电流密度下的参考器件的外量子效率的7倍.  相似文献   

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