表面InGaN厚度对GaN基发光二极管特性的影响

通过调整GaN基发光二极管(LED)表面InGaN层的厚度,发现在20 mA电流驱动下,LED器件的正向压降有明显差距.本文考虑了极化效应的影响,通过求解InGaN/GaN三角形势阱内二维空穴气浓度以及空穴隧穿概率的变化,求得了表面InGaN层厚度不同时器件正向压降的变化趋势,发现理论结果与实验结果有很好的吻合.同时得到了获得最低正向压降的表面InGaN厚度.     

p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱中二维空穴气的研究

对Ga面p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变异质结构中形成的二维空穴气(2DHG)进行了研究.首先基于半导体-绝缘体-半导体异质结构模型确定了应变异质中的临界厚度,然后自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了当中间势垒层AlGaN处于完全应变状态和半应变状态两种条件下,顶层GaN及中间层AlGaN厚度的变化对2DHG分布的影响.计算结果表明,势垒层AlGaN和顶层GaN的应变状态和厚度对极化引起的2DHG面密度及分布有重要影响.在此基础上制备了p型GaN/Al0.35 Ga0.65N/GaN应变量子阱结构肖特基器件,并通过器件的C-V测试证实了异质结处2DHG的存在.器件响应光谱的测试结果表明,由于p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN量子阱中强烈的极化作用和Stark效应使得器件零偏压和反向偏压时的响应光谱都向短波方向移动了10 nm,在零偏压下器件在280 nm处的峰值响应为0.022 A/W,在反向偏压为1 V时,峰值响应达到0.19 A/W,已经接近理论值.     

InGaN/GaN超晶格厚度对Si衬底GaN基蓝光发光二极管光电性能的影响

采用有机金属化学气相沉积技术在Si(111)衬底上生长蓝光多量子阱发光二极管(LED) 结构, 通过在量子阱下方分别插入两组不同厚度的InGaN/GaN超晶格, 比较了超晶格厚度对LED光电性能的影响. 结果显示: 随超晶格厚度增加, 样品的反向漏电流加剧; 300 K下电致发光仪测得随着电流增加, LED发光光谱峰值的蓝移量随超晶格厚度增加而减少, 但不同超晶格厚度的两个样品在300 K下的电致发光强度几乎无差异. 结合高分辨X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的位错密度和V形坑特征分析, 明确了两样品反向漏电流产生巨大差异的原因是由于超晶格厚度大的样品具有更大的V形坑和V形坑密度, 而V形坑可作为载流子的优先通道, 使超晶格更厚的样品反向漏电流加剧. 通过对样品非对称(105)面附近的X射线衍射倒易空间图分析, 算得超晶格厚度大的样品其InGaN量子阱在GaN上的弛豫度也大, 即超晶格厚度增加有利于减小InGaN量子阱所受的应力. 综合以上影响LED发光效率的消长因素, 导致两样品最终的发光强度相近.     

p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱中二维空穴气的研究

对Ga面p型GaN/Al_0.35Ga_0.65N/GaN应变异质结构中形成的二维空穴气(2DHG)进行了研究.首先基于半导体-绝缘体-半导体异质结构模型确定了应变异质中的临界厚度,然后自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了当中间势垒层AlGaN处于完全应变状态和半应变状态两种条件下,顶层GaN及中间层AlGaN厚度的变化对2DHG分布的影响.计算结果表明,势垒层AlGaN和顶层GaN的应变状态和厚度对极化引起的2DHG面密度及分布有重要影响.在此基础上制备了p型GaN/Al_0.35Ga_0.65N/GaN应变量子阱结构肖特基器件,并通过器件的C-V测试证实了异质结处2DHG的存在.器件响应光谱的测试结果表明,由于p型GaN/Al_0.35Ga_0.65N/GaN量子阱中强烈的极化作用和Stark效应使得器件零偏压和反向偏压时的响应光谱都向短波方向移动了10 nm,在零偏压下器件在280 nm处的峰值响应为0.022 A/W,在反向偏压为1 V时,峰值响应达到0.19 A/W,已经接近理论值.关键词：AlGaN二维空穴气极化效应     

GaN基双波长发光二极管电致发光谱特性研究

通过同时调节同一有源区内不同阱层和垒层的In组分,制备了GaN基单有源区蓝、绿光双波长发光二极管(LED).实现了20mA下蓝、绿光同时发射.实验发现随注入电流由10mA增大到60mA,电致发光(EL)谱中绿光峰强度相对于蓝光峰强度不断增强,峰值波长蓝移也更加明显.同时考虑极化效应和载流子不均匀分布的影响,通过对一维薛定谔方程、稳态速率方程和泊松方程的联立自洽求解.分析了测试电流下蓝、绿光EL谱峰值波长和功率的变化情况.发现理论结果与实验结果有很好地符合.关键词：极化载流子不均匀分布双波长     

InGaN插入层对AlGaN/GaN界面电子散射的影响

本文研究InGaN作为AlGaN/GaN插入层引起的电子输运性质的变化,考虑了AlGaN和InGaN势垒层的自发极化与压电极化对AlxGa1-xN/InyGa1-yN/GaN双异质结高电子迁移率晶体管中极化电荷面密度、二维电子气(2DEG)浓度的影响,理论分析了不同In摩尔组分下,InGaN厚度与界面粗糙度散射、随机偶...     

量子点发光二极管功能层厚度确定方法

为改善量子点发光二极管器件载流子注入平衡,提出一种量子点发光二极管各功能层厚度的确定方法.首先选定量子点发光层厚度,基于隧穿模型进行仿真分析确定电子传输层厚度;然后采用空间电荷限制电流模型进行仿真分析确定空穴传输层厚度.采用CdSe/ZnS量子点作为发光层、poly-TPD作为空穴传输层、Alq     

InGaN/GaN多量子阱蓝光发光二极管老化过程中的光谱特性

系统地研究了小注入电流(＜4 mA)下InGaN/GaN多量子阱结构蓝光发光二极管的发光光谱特性在老化过程中的变化。对比老化前后的电致发光(EL)光谱,发现在注入电流1 mA下的峰值波长(peak wavelength)和半高宽(FWHM)随老化时间增加而减小,变化过程分两个阶段：前期(＜100 h)减小速度较快,而后逐渐变缓,呈现出与LEDs的发光光功率一致的变化规律,说明LEDs的等效极化电场在老化过程中减弱,这一变化和量子阱内缺陷的增加有明确的关系。通过电学特性测量发现同一结电压(V_j=1.8 V)下的结电容C_j和由交流小信号I—V方法计算得到的注入电流1 mA下的结电压V_j随老化时间增加而增大,明确了在同等小注入电流下量子阱内的载流子浓度随老化过程增加。分析表明在老化过程中InGaN/GaN 多量子阱结构蓝光发光二极管量子阱内的缺陷及其束缚的载流子数量增加,形成了增强的极化电场屏蔽效应,减弱的等效极化电场导致了量子阱的能带倾斜变小,带边辐射复合能量增大,能态密度增多,对应的发光过程的峰值波长变短(蓝移),半高宽变窄。     

p-GaN/p-AlxGa1-xN异质结界面处二维空穴气的性质及其对欧姆接触的影响

通过自洽求解一维泊松方程和薛定谔方程,得到了p-GaN/p-Al_xGa_1-xN异质结界面处的价带结构和二维空穴气（2DHG）分布,研究了A1组分和压电极化效应对界面处2DHG性质的影响,给出了异质界面处2DHG的面密度、浓度分布以及价带结构.实验结果表明:随着Al组分的增加,异质结界面处势阱明显加深变窄,这使得2DHG的峰值密度加速上升,也使得面空穴密度近直线上升;压电极化效应也明显使界面处势阱加深变窄,并且使费米能级向势垒顶端移动,峰值浓度的位置向界面处移动;另外,价带带阶高度和受主杂质浓度对2DHG的影响较小.利用这层2DHG制作的p-Al_xGa_1-xN的欧姆接触,电流电压特性明显好于直接制作的电极,说明了2DHG可以显著改善p-Al_xGa_1-xN的欧姆接触性能.     

图形化蓝宝石衬底上InGaN/GaN多量子阱发光二极管的光谱特性研究

运用电致发光(EL)和光致发光(PL)实验,分析了图形化蓝宝石衬底(PSSLEDs)和常规平面蓝宝石衬底(C-LEDs)InGaN/GaN多量子阱发光二极管的光谱特性。对比EL谱,发现PSSLEDs拥有更强的光功率和更窄的半峰宽(FWHM),说明PSSLEDs具有较高的晶体质量。其次,PSSLEDs的EL谱半峰宽随电流增加出现了更快的展宽,而这两种LED样品的PL谱半峰宽随激光功率增加呈现了基本相同的展宽变化,说明在相同电流下,PSSLEDs量子阱中载流子浓度更高,能带填充效应更强。另外,随着电流的增加,PSSLEDs和C-LEDs的峰值波长都发生蓝移,且前者的蓝移程度较小,结合半峰宽的对比分析,说明PSSLEDs量子阱中的极化电场较小。最后,对比了PSSLEDs和C-LEDs的外量子效率随电流的变化,发现PSSLEDs拥有更严重的efficiency droop,说明量子阱中极化电场不是导致efficiency droop的主要原因。     

A New Method to Study Hawking Tunneling Radiation of the Charged Particles from Ressiner-Nordström Black Hole

The tunneling radiation of Ressiner-Nordström black hole is studied by developing Hamilton-Jacobi method. The result shows the actual radiation spectrum deviates from the pure thermal one and the tunneling probability are related to the change of Bekenstein-Hawking entropy, which is accordant with Parikh and Wilczek's and gives a new method to correct Hawking pure thermal radiation of Ressiner-Nordström black hole.     

两体和三体相互作用下的非线性Landau-Zener隧穿的圈结构研究

在加速光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）,当同时考虑两体和三体相互作用时,其能级结构、隧穿率出现了独特的特性.在一维加速光晶格中的BEC,当两体和三体相互作用参数满足一定条件时,非线性两能级体系的能级结构中出现了圈结构,研究得出了圈的宽度随两体和三体相互作用参数变化的关系,并由此分析圈结构的出现及其大小对BEC隧穿率的影响.     

两体和三体相互作用下的非线性Landau-Zener隧穿的圈结构研究

在加速光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）,当同时考虑两体和三体相互作用时,其能级结构、隧穿率出现了独特的特性.在一维加速光晶格中的BEC,当两体和三体相互作用参数满足一定条件时,非线性两能级体系的能级结构中出现了圈结构,研究得出了圈的宽度随两体和三体相互作用参数变化的关系,并由此分析圈结构的出现及其大小对BEC隧穿率的影响.     

具有室温巨隧道磁电阻效应与高自旋极化率的新材料

回顾了隧道磁电阻效应发展简史及其应用，报道了锌铁氧体／氧化铁二相纳米复合材料在室温具有巨磁隧道电阻效应的实验结果，该实验结果表明锌铁氧体是具有高自旋极化率的一类新材料，值得进一步开展相关的研究工作。     

Controllable spin transport in dual-gated silicene

Based on the dual-gated silicene, we have evaluated theoretically the spin-dependent transport in lateral resonant tunneling structure. By aligning the completely valley-polarized beam with spin-resolved well state in concerned structure, large spin polarization can be expected owing to spin-dependent resonant tunneling mechanism. Under the gate electric field modulation, the forming quantum well state can be externally manipulated, triggering further the emergence of externally-controllable spin polarization. Importantly, integrating the considered structure with a proper valley-filter, which might be constructed from valley-contrasting physics as that in graphene valleytronics, completely-polarized spin beam can also be attained without the assistance of ferromagnetic component, providing thus some profitable strategies to develop nonmagnetic spintronic devices residing on silicene.     

Tunneling Radiation from a Static Spherically Symmetric Black Hole Surrounded by Quintessence

By extending the Parikh-Wilczek tunneling framework, we investigate the tunneling radiation of uncharged massless particles from a static spherically symmetric black hole surrounded by quintessence. The results are consistent with an underlying unitary theory.