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相似文献
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1.
智婷  陶涛  刘斌  庄喆  谢自力  陈鹏  张荣  郑有炓 《发光学报》2016,37(12):1538-1544
为了降低GaN材料中因应变诱导的量子斯托克斯效应,增加器件有源区内的电子-空穴波函数在实空间的交叠从而提高GaN基LEDs的发光效率,采用紫外软压印技术制备了均匀的周期性纳米柱阵列结构,结合常规LED器件微加工技术获得了In GaN/GaN基蓝光与绿光纳米阵列LED器件并对其进行了表征分析。结果表明:纳米柱阵列LED器件具有均匀的发光和稳定的光电性能。纳米结构不仅有效缓解了量子阱中的应力积累(弛豫度~70%),提高了器件的辐射复合几率和出光效率,同时结合纳米柱侧壁的化学钝化处理进一步降低了器件有源区的缺陷密度,显著降低了LED器件的漏电流(~10-7),最终提高了器件的发光效率。  相似文献   

2.
纳米柱结构是释放高In组分InGaN/GaN绿光LED量子阱层应变的有效方法。本文采用自组装的聚苯乙烯微球掩模、感应耦合等离子体干法刻蚀和KOH溶液的湿法腐蚀,在GaN基绿光LED外延片上制备了3种高度的纳米柱结构,通过扫描电子显微镜观察纳米柱结构的形貌,并测试了常温和10 K低温时的光致发光谱(PL)。结果表明:应变释放对压电场的影响显著,使得纳米柱结构样品的内量子效率(IQE)提高,PL谱峰值波长蓝移;应变在量子阱中的不均匀分布还使得PL谱半高全宽(FWHM)展宽。与普通平面结构相比,高度为747 nm的纳米柱结构可使得IQE提升917%,PL谱峰值波长蓝移18 nm、FWHM展宽7 nm。另外,纳米柱结构样品的有源区有效面积减小可使得PL谱FWHM减小。  相似文献   

3.
潘孝军  张振兴  王涛  李晖  谢二庆 《物理学报》2008,57(6):3786-3790
利用直流磁控共溅射方法制备了GaN:Er薄膜.X射线衍射结果显示薄膜为纳米多晶结构,根据谢乐公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为58nm;透射电子显微镜结果显示为非晶基质中镶嵌了GaN纳米颗粒,尺寸在6—8nm之间;紫外可见谱结果表明在500—700nm的可见光范围内,薄膜的平均透过率大于80%,在紫外可见谱基础上,利用Tauc公式计算得到了纳米晶GaN薄膜的光学带隙为322eV;最后,测量了GaN:Er薄膜的室温光致发光谱,获得了Er3+离子在554nm处的强烈绿光发射. 关键词: 纳米晶GaN薄膜 3+掺杂')" href="#">Er3+掺杂 光学带隙 光致发光  相似文献   

4.
在以自组织Ni纳米岛为掩膜制作的n-GaN纳米柱上,利用MOCVD方法外延生长了具有折叠InGaN/GaN多量子阱(MQW)的LED结构外延片,进而制作了LED器件.外延片上中下游的光致荧光测试,结果表明外延片具有很好的均匀性.用该外延片制作的LED的电致发光谱,随注入电流增加没有明显蓝移,这表明纳米结构能更好地释放应力,纳米柱上外延生长的多量子阱,具有较低的压电极化电场.正向工作电流20 mA时,LED器件的工作电压为4.6 V. 关键词: 纳米柱LED 光致发光 电致发光  相似文献   

5.
分子束外延高Mg掺杂GaN的发光特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
宋航 Park  SH 《发光学报》1999,20(2):148-151
采用分子束外延技术在蓝宝石衬底上制备Mg掺杂的立方相p-GaN,并对其不同温度下的光致发光光谱进行了研究.实验观察到高Mg掺杂GaN中施主受主对发光的反常温度行为.理论分析表明,高Mg掺杂GaN中施主受主对的发光受到陷阱与受主间竞争俘获非平衡空穴过程和空穴隧穿输运过程的影响.  相似文献   

6.
本文将硅(Si)衬底上外延生长的氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)薄膜剥离转移到新的硅基板和紫铜基板上,并获得了垂直结构的LED芯片,对其变温变电流电致发光(EL)特性进行了研究. 结果表明:当环境温度不变时,在13 K低温状态下铜基板芯片的EL波长始终大于硅基板芯片约6 nm,在300 K 状态下随着驱动电流的加大铜基板芯片的EL波长会由大于硅基板芯片3 nm左右而逐渐变为与硅基板芯片重合;当驱动电流不变时,环境温度由13 K升高到320 K,两种基板芯片的EL波长随温度升高呈现S形变化并且波谱逐渐趋于重合;在100 K以下温度时铜基板芯片的Droop效应比硅基板芯片明显,在100 K 以上温度时硅基板芯片的Droop效应比铜基板芯片明显. 可能是由于两种芯片的基板具有不同的热膨胀系数和热导率导致了其变温变电流的EL特性不同. 关键词: GaN 热膨胀系数 内量子效率 热导率  相似文献   

7.
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   

8.
陈峻  范广涵  张运炎 《物理学报》2012,61(17):178504-178504
采用软件理论分析的方法对渐变型量子阱垒层厚度的InGaN双波长发光二极(LED)的载流子浓度分布、 能带结构、自发发射谱、内量子效率、发光功率及溢出电子流等进行研究.分析结果表明, 增大量子阱垒层厚度会影响空穴在各量子阱的注入情况, 对双波长LED各量子阱中空穴浓度分布的 均衡性及双波长发光光谱的调控起到一定作用,但会导致内量子效率严重下降; 而当以特定的方式从n电极到p电极方向递减渐变量子阱垒层厚度时, 活性层量子阱的溢出电子流 得到有效的控制, 双发光峰强度达到基本一致, 同时芯片的内量子效率下降得到了有效控制, 且具备大驱动电流下较好的发光特性.  相似文献   

9.
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。  相似文献   

10.
采用液相剥离法剥离MoS2块体材料,通过选择合适的剥离剂、超声时间、超声功率得到含有不同尺寸且分散均匀的MoS2混合纳米薄片悬浮溶液。在360 nm光激发下,这种悬浮液表现出单层MoS2及小尺寸MoS2纳米颗粒的复合发光特征。与微机械剥离得到的单层MoS2的发光特性相比,这种液相法得到的混合纳米薄片在512 nm处的最强发光峰位发生明显蓝移。混合纳米薄片在横向尺度上所产生的量子限制效应可能是导致该峰位蓝移的主要原因。  相似文献   

11.
MOCVD生长的GaN单晶膜的蓝带发光研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
对实验室用MOCVD方法生长的未掺杂GaN单晶膜的发光性能进行了研究。结果表明:在室温时未掺杂GaN单晶出现的能量为2.9eV左右蓝带发光与被偿度有较强的依赖关系。高补偿GaN的蓝带发射强,低补偿GaN的蓝带发射弱。对蓝带发光机理进行了探讨,认为蓝 导带电子过至受主能级的发光(eA发光)。观察到降低GaN补偿度能提高GaN带边发射强度。  相似文献   

12.
采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术以蓝宝石为衬底在n型GaN单晶层上生长了InGaN/GaN多量子阱结构外延薄膜,利用高分辨X射线衍射(HRXRD),卢瑟福背散射/沟道(RBS/channeling),以及光致发光(PL)技术对InGaN/GaN多量子阱结构薄膜分别进行了平均晶格常数计算、In原子替位率计算和In组分的定量分析.研究表明:InGaN/GaN多量子阱的水平和垂直方向平均晶格常数分别为aepi=0.3195nm,cepi=0.5198nm,In原子的替位率为99.3%,利用HRXRD和RBS/channeling两种分析技术计算In的组分分别是0.023和0.026,并与样品生长时设定的预期目标相符合,验证了两种实验方法的准确性;而用室温条件下的光致发光谱(PL)来计算InGaN/GaN多量子阱中In的组分是与HRXRD和RBS/channeling的实验结果相差很大,说明用PL测试In组分的方法是不适宜的. 关键词: InGaN/GaN多量子阱 高分辨X射线衍射 卢瑟福背散射/沟道 光致发光  相似文献   

13.
Due to many important applications, the group III-nitride semiconductors have recently attracted remarkable attention among the semiconductor researchers and engineers. In this paper, we report on the impact of the extrinsic and temporal carriers on the screening of the polarization internal fields. The optical efficiency of GaN/AlGaN multiple quantum well (MQW) nanostructures were studied by means of photoluminescence (PL) and time-resolved PL measurements. Extrinsic carriers come from Si doping in the barriers while temporal carriers originate when the samples are excited by the laser beam. The emission peaks of MQWs in PL spectra of the undoped and low-doped samples show a shift towards higher energy levels as excitation intensity increases, while the other samples do not exhibit such a phenomenon due to the dominance of the extrinsic carriers. The transient data confirm the results of the PL measurements.  相似文献   

14.
We study the photoemission process of graded-doping GaN photocathode and find that the built-in electric fields can increase the escape probability and the effective diffusion length of photo-generated electrons,which results in the enhancement of quantum efficiency.The intervalley scattering mechanism and the lattice scattering mechanism in high electric fields are also investigated.To prevent negative differential mobility from appearing,the surface doping concentration needs to be optimized,and it is calculated to be 3.19×10 17 cm 3.The graded-doping GaN photocathode with higher performance can be realized by further optimizing the doping profile.  相似文献   

15.
The effects of Si, O, C and N ion implantation with different implantation doses on yellow luminescence (YL) of GaN have been investigated. The as-grown GaN samples used in the work were of unintentional doped n-type, and the photoluminescence (PL) spectra of samples had strong YL. The experimental results showed that YL of ion implanted samples exhibited marked reductions compared to samples with no implantation, while the near band edge (NBE) emissions were reduced to a lesser extent. The deep-level centers associated with YL may be produced in GaN films by O and C ion implantation, and identities of these deep-level centers were analyzed. It was also found that the dose dependence of YL was analogous with the one of the intensity ratios of YL to the near band edge (NBE) emission (I YL /I NBE ) for ion implanted samples. The possible reason for this comparability has been proposed.   相似文献   

16.
InGaN/GaN epilayers,which are grown on sapphire substrates by the metal-organic chemical-vapour deposition(MOCVD) method,are formed into nanorod arrays using inductively coupled plasma etching via self-assembled Ni nanomasks.The formation of nanorod arrays eliminates the tilt of the InGaN(0002) crystallographic plane with respect to its GaN bulk layer.Photoluminescence results show an apparent S-shaped dependence on temperature.The light extraction efficiency and intensity of photoluminescence emission at low temperature of less than 30 K for the nanorod arrays are enhanced by the large surface area,which increases the quenching effect because of the high density of surface states for the temperature above 30 K.Additionally,a red-shift for the InGaN/GaN nanorod arrays is observed due to the strain relaxation,which is confirmed by reciprocal space mapping measurements.  相似文献   

17.
利用金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)生长了发射层厚度为150 nm、掺杂浓度为1.6×1017 cm-3的透射式GaN光电阴极,并在超高真空激活系统中对其进行了激活.通过多信息量测试系统进行了测试,发现透射式负电子亲和势(NEA)GaN光电阴极的量子效率曲线成一个"门"的形状,在255—355 nm波段有较大且平坦的响应,在290 nm处取得最大值为13%,由于AlN缓冲层对短波段光的吸收系数较大,在小于255 nm的波段量子效率出现了下降,当波长大于3 关键词: 透射式 NEA GaN光电阴极 量子效率  相似文献   

18.
以反射式NEA GaN光电阴极充分激活、衰减以及补Cs后的量子效率曲线为依据,针对阴极量子效率的衰减规律和补Cs后的恢复状况,论述了NEA GaN光电阴极量子效率的衰减和恢复机理.经过重新Cs化处理,反射式NEA GaN光电阴极量子效率在240 nm到300 nm的短波区域恢复到激活后最好状态的94%以上,300 nm到375 nm的长波区域恢复到88%以上.结合反射式NEA GaN光电阴极衰减前后的表面势垒形状和反射式GaN光电阴极量子效率的计算公式,得到了量子效率曲线的衰减规律以及补Cs后的恢复状况与 关键词: 反射式 NEA GaN光电阴极 量子效率  相似文献   

19.
GaN薄膜的蓝光和红光发射机理研究   总被引:3,自引:3,他引:3  
由于生长工艺的不完善,非掺杂GaN薄膜中通常存在未知的杂质和缺陷,产生与这些未知杂质和缺陷能级相关的发光。报道了非掺杂GaN薄膜的692nm红色发光.并研究了非掺杂GaN薄膜的蓝、红色发光的发射机理;利用作者提出的吸收归一化光致发光激发光谱,直接测量出了非掺杂GaN薄膜的蓝、红色发光的初始态能级,确定蓝色发光为施主-价带跃迁复合,而红色发光为施主-受主跃迁复合;给出了黄、蓝、红光的发射模型。所取得的结果对于确定未知杂质和缺陷的种类具有重要的参考价值。  相似文献   

20.
We report results from optical spectroscopy such as photoluminescence (PL) and time resolved photo-luminescence (TRPL) techniques from different well width MOCVD grown GaN/Al0.07Ga0.93N MQW samples. There is evidence of localization at low temperature in all samples. The decay time of all samples becomes non-exponential when the detection energy is increased with respect to the peak of the emission. Localization of carriers (excitons) is demonstrated by the “S-shape” dependences of the PL peak energies on the temperature. The time-resolved PL spectra of the 3-nm well multi quantum wells reveal that the spectral peak position shifts toward lower energies as the decay time increases and becomes red-shifted at longer decay times. There is a gradient in the PL decay time across the emission peak profile, so that the PL process at low temperatures is a free electron-localized hole transition.  相似文献   

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