电子辐照GaN基LED的缺陷光学性能研究

采用基于第一性原理计算的平面波超软赝势方法,计算电子辐照后由简单缺陷引起的GaN外延材料的光学性能变化。首先计算出本征GaN晶体的性质作为研究缺陷性质变化的参照,着重分析了VN、V_(Ga)、GaN、Mg_(Ga)、Mg_(Ga)-O_N、Mg_(Ga)-VN、V_(Ga)-O_N等缺陷对光吸收谱的影响。由于In GaN多量子阱是主要的LED发光来源,还对不同In摩尔分数掺杂下的GaN进行了光学性质研究。结果表明:VN、GaN和In掺杂等缺陷使GaN主吸收峰出现红移且吸收系数均降低;而V_(Ga)、Mg_(Ga)、Mg_(Ga)-O_N、V_(Ga)-O_N均使GaN的主吸收峰出现蓝移,只是Mg_(Ga)缺陷使主吸收峰峰值增加,其余缺陷均使主峰吸收系数降低;Mg_(Ga)-VN仅仅减小了主峰峰值,并未改变光子吸收波长。研究结果表明,电子辐照后的缺陷会使材料性能发生变化。     

氢化作用对低能电子束辐照下GaN发光演变的影响

结合氢在GaN中的扩散特性,运用阴极荧光（CL）谱,对氢化前后低能电子束辐照下GaN带边发光强度的演变进行了研究.实验发现,氢化前GaN在低能电子束辐照下带边发光强度呈现衰减的趋势,而氢化后带边发射强度先上升后衰减,而且氢化后的衰减比氢化前弱.1 h辐照过程中,氢化后GaN带边发光强度的变化比氢化前要小很多.另外,实验中发现经过氢化处理的GaN在辐照后20 h内没有观察到带边发射强度的恢复.研究表明氢原子在GaN中可以钝化缺陷来增强发光,但这种钝化缺陷的作用必须通过克服高的扩散势垒来实现,而低能电子束可以 关键词： 阴极荧光 低能电子束 氢化 演变     

电子束辐照对聚碳硅烷结构与热解性能的影响

在惰性气氛下,用电子束对聚碳硅烷 (PCS) 进行辐照改性。利用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶含量测定以及热重-气相色谱-质谱连用技术对不同剂量改性的PCS进行了分析表征,研究了辐照剂量对PCS结构与热解性能的影响。结果表明,电子束辐照作用使PCS样品中大量SiH键和CH键发生断裂,形成了以SiCSi为骨架的三维网状凝胶产物,当辐照剂量高于3 MGy时,PCS的凝胶化程度随辐照剂量的增加而明显变大。热重分析表明,电子束辐照有利于提高PCS的热稳定性,其初始失重温度和陶瓷化产率都会随辐照剂量的增加而升高,其中,经20 MGy辐照后的PCS样品的陶瓷化产率可达87%。此外,对于400 ℃预处理的PCS样品,在相同吸收剂量下,样品的凝胶质量分数、初始失重温度和最终陶瓷化产率都较未处理的高。     

静电放电对GaN基功率型LED老化特性的影响

对GaN基蓝光功率型LED在老化前和老化期间施加反向人体模式静电放电(ESD),并对静电打击前后及老化前后的LED光学电学参数进行分析。实验结果及理论分析表明,ESD使LED芯片有源层及限制层中产生缺陷,最终导致电学特性及光学特性的变化。ESD给LED带来的损伤可在老化前期过程中被局部恢复,但随着老化时间推移,电参数漂移程度及光衰幅度不断增大,而老化过程中LED对ESD的敏感度增加,使LED抗ESD能力减弱。     

中高温GaN插入层厚度对蓝光LED光电性能的影响

利用金属有机气相化学沉积(MOCVD)技术在蓝宝石图形衬底上生长GaN基蓝光LED,并系统研究了不同中高温GaN插入层厚度对其光电性能的影响。利用芯片测试仪和原子力显微镜(AFM)表征了GaN基蓝光LED外延片的光电性能以及表面形貌。当中高温GaN插入层厚度从60 nm增加至100 nm时,V形坑尺寸从70~110 nm增加至110~150 nm。当注入电流为20 mA时,LED芯片的光功率从21.9 mW增加至24.1mW;当注入电流为120 mA时,LED芯片的光功率从72.4 mW增加至82.4 mW。对V形坑尺寸调控LED光电性能的相关物理机制进行了分析,结果表明:增大V形坑尺寸有利于增加空穴注入面积和注入效率,进而提高LED器件的光功率。     

衬底弯曲度对GaN基LED芯片性能的影响

利用低压MOCVD系统在弯曲度值不同的蓝宝石衬底上生长了GaN基LED外延结构并制作芯片。测量了芯片的主要电学和光学参数,并分析了衬底弯曲度值对芯片性能的影响。分析结果表明:存在弯曲度的衬底预先弛豫了外延层中的部分应力,改善了外延层的质量,从而提高了LED芯片的性能。随着衬底弯曲度值的逐渐增加,下层GaN对有源层中InGaN材料的压应力作用不断减小,导致芯片的主波长逐渐发生蓝移。     

非故意掺杂GaN层厚度对蓝光LED波长均匀性的影响

通过调整非故意掺杂氮化镓层的厚度,分析氮化镓基LED外延生长过程中应力的演变行为,以控制外延片表面的翘曲程度,从而获得高均匀性与一致性的外延片。由于衬底与外延层之间的热膨胀系数差别较大,在生长温度不断变化的过程中,外延片的翘曲状态也随之改变。在n型氮化镓生长结束时,外延片处于凹面变形状态。在随后的过程中,外延薄膜"凹面"变形程度不断减小,甚至转变为"凸面"变形,所以n型氮化镓生长结束时外延片的变形程度会直接影响多量子阱沉积时外延片的翘曲状态。当非掺杂氮化镓沉积厚度为3.63μm时,外延片在n型氮化镓层生长结束时变形程度最大,在沉积多量子阱时表面最为平整,这与PLmapping测试所得波长分布以及标准差值最小相一致。通过合理控制非故意掺杂氮化镓层的厚度以调节外延层中的应力状态,可获得均匀性与一致性良好的LED外延片。     

电子束辐照剂量对PAN/PEO交联度的影响

对PAN/PEO凝胶(5%PAN,5%PEO)在1.0 MeV电子束下进行了不同剂量的辐照。红外光谱测量表明,PAN/PEO凝胶辐照后发生了化学交联。分析结果指出,PAN/PEO的凝胶分数随着辐照剂量的增加而不断增加;其凝胶分数增长率的变化可以分为3个阶段,即快速增加阶段(0~39kGy)、下降阶段(39~130 kGy)和稳定阶段(130 kGy)。拟合发现,引入材料刚性参数β的半经验修正方程与未考虑材料刚性的Char1esby-Pinner方程相比,更符合实际测量值(对于该配比PAN/PEO,β为0.166)。交联度-辐照剂量曲线显示,交联度随辐照剂量的增加而增加,为设计新型能功能材料中所需的固定交联度的PAN/PEO凝胶提供了辐照剂量参考值。     

电子束辐照诱导Bi:α-BaB2O4 单晶近红外宽带发光的研究

用提拉法技术生长出了Bi:α-BaB₂O₄单晶,并进行电子束辐照.测定了电子束辐照前后的吸收谱和荧光发射谱.在808 nm波长激光二极管的激发下,电子束辐照后的Bi:α-BaB₂O₄单晶中观测到了中心波长在1135 nm附近、半高宽为52 nm左右的近红外宽带发光现象.近红外宽带发光的发光中心是Bi⁺离子.电子束射线起到了将Bi³⁺和Bi²⁺还原至一价态 关键词： 近红外宽带发光 2O₄单晶')" href="#">α-BaB₂O₄单晶 电子束辐照     

电子束辐照处理工业废气

介绍电子束射线辐照处理燃烧废气中ＳＯ_２及氮的氧化物ＮＯｘ的新方法,并与传统方法进行了比较． This paper introduces a new method of eletron beam radiation treatment of SO 2 and NO x in stack gases, with which the traditional methods are compared.     

氮化镓基绿光LED中V坑对空穴电流分布的影响

采用实验与理论模拟相结合的方法,研究了氮化镓基绿光发光二极管（LED）中V坑对空穴电流分布的影响。首先,实验获得了V坑面积占比不同的3种样品;然后,建立数值模型,使得理论计算的外量子效率（EQE）及电压与实验测试的变化趋势相匹配,从而确立了所用数值模型的可信性。计算结果显示：V坑改变了空穴电流的分布,空穴电流密度在V坑处显著增加,在平台处明显减小。进一步的分析表明：V坑面积占比在0~10%范围内,V坑空穴电流占比与V坑面积占比之间呈近线性增长（斜率为2.06）,但V坑空穴注入在整个空穴注入的过程中仍未占主导。     

ICP刻蚀工艺对LED阵列电流输运特性的影响

在制备串联高压LED阵列工艺中,ICP刻蚀工艺引起的漏电与断路问题是高压LED电流输运特性中的核心问题。本文着重从刻蚀深度、掩模材料以及隔离槽制备方面分析了ICP刻蚀工艺对高压LED的漏电、电极开路等电流输运问题的影响。通过随机抽取样品进行电学测试并结合SEM观测,对比了不同工艺过程,得出ICP工艺是导致串联高压LED阵列中可靠性问题的主要原因。并通过优选ICP刻蚀工艺,使高压LED电流输运特性得以改善,制备出~12 V的四串联高压LED阵列器件。     

Si衬底GaN基蓝光LED老化性能

报道了芯片尺寸为500μm×500μm硅衬底GaN基蓝光LED在常温下经1000h加速老化后的电学和发光性能,其光功率随老化时间的变化分先升后降两个阶段;老化后的反向漏电流和正向小电压下的电流均有明显的增加;老化后器件的外量子效率(EQE)比老化前低;老化前后EQE衰减幅度在不同的注入电流下存在明显差异,衰减幅度最小处出现在发光效率最高时对应的电流密度区间。     

Si(111)衬底切偏角对GaN基LED外延膜的影响

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在具有偏角(0°~0.9°)的Si(111)衬底上生长了GaN薄膜。采用高分辨X射线衍射(HRXRD)对Si衬底的偏角进行了精确的测量,利用HRXRD、原子力显微镜(AFM)以及光致发光(PL)对外延薄膜的晶体质量、量子阱中In组分、表面形貌及光学特性进行了研究。结果表明,Si(111)衬底偏角对量子阱中的In组分、 GaN外延膜的表面形貌、晶体质量以及光学性能具有重大影响。为了获得高质量的GaN外延薄膜,衬底偏角必须控制在小于0.5°的范围内。超出该范围,GaN薄膜的晶体质量、表面形貌及光学性能都明显下降。     

4-inch蓝宝石图形衬底上GaN基白光LED制备及表征

在4-inch蓝宝石图形衬底上,基于InGaN/GaN多量子阱结构制备了蓝光LED芯片,并通过与钇铝石榴石黄色荧光粉(YAG∶Ce³⁺)结合,封装成白光LED器件。简要介绍了外延生长和芯片工艺及封装流程,并对材料特性及器件性能进行了表征。外延片表面形貌良好,蓝光外延片荧光光谱(PL)显示峰值波长为442 nm。对封装后白光芯片进行电学特性测试,得出其开启与限流电压分别为2.7 V与3.6 V。此外,电致发光光谱(EL)含有两个主要的发光峰,分别是440 nm的蓝光峰以及540 nm的黄绿光峰,而随着注入电流的增加,蓝光峰位先蓝移后红移,黄绿光峰位先红移后蓝移再红移。本文中相关的芯片制备及表征技术将对固态照明研究起到一定的促进作用。     

电子束辐照技术在剩余污泥处理中的应用

电子束辐照技术在剩余污泥处理应用中具有巨大潜能。大量研究表明,经高能电子束辐照,污泥中的各种病原菌会有不同程度的死亡、有机物( 包括非生物降解物质) 大量分解、脱水率提高,臭味减少,危害性降低和资源化应用潜能增加。综述了电子束辐照技术在剩余污泥处理中的优势,重点介绍该技术的应用现状、污泥中污染物的去除机理、处理效果和相关建设费用,并展望了该高新技术的应用前景和发展方向。Recently, electron beam irradiation has great potential in dealing with excess sludge . A great deal of studies showed that the electron beam irradiation played an enormous role in promoting the sludge harmless treatment. Most of pathogenicbacteria was dead and lots of organic substances, especially some non-biodegradable ones, were decomposed by the high electron beam irradiation. The irradiated sludge also had low water content, less odour, low hazard and a better application potential in utilization. This paper reviews the application of electron beam irradiation on excess sludge, the advantages and current situation of the irradiation technology. Mechanisms of removing contaminants, effects of treatment and the construction expense are mainly discussed. The future development of this advanced technology areprospected finally.     

牺牲Ni退火对硅衬底GaN基发光二极管p型接触影响的研究

本文通过在硅衬底发光二极管(LED)薄膜p-GaN表面蒸发不同厚度的Ni覆盖层,将其在N₂ ∶O₂=4 ∶1的气氛中、400℃—750℃的温度范围内进行退火,在去掉薄膜表面Ni覆盖层之后制备Pt/p-GaN欧姆接触层.实验结果表明:退火温度和Ni覆盖层厚度均对硅衬底GaN基LED薄膜p型欧姆接触有重要影响,Ni覆盖退火能够显著降低p型层中Mg受主的激活温度.经牺牲Ni退火后,p型比接触电阻率随退火温度的升高呈先变小后变大的规律,随Ni覆盖层厚度的增加呈先变小后变 关键词： 氮化镓 发光二极管 牺牲Ni退火 p型接触     

n-GaN肖特基势垒二极管的高温电子辐照效应

本文研究了n-GaN肖特基势垒二极管的高温电子辐照效应。实验结果显示,高温下进行电子辐照,界面处辐照诱生缺陷会同时产生和被退火恢复;器件的击穿电压和反向漏电流受辐照影响减弱,其电学阈值增加;由辐照效应导致的可见光响应的影响仍然存在。