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GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒对发光二极管内量子效率的影响

时强 李路平 张勇辉 张紫辉 毕文刚

GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒对发光二极管内量子效率的影响

时强, 李路平, 张勇辉, 张紫辉, 毕文刚
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  • GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒结构能有效提高发光二极管(LED)器件内量子效率,缓解LED效率随输入电流增大而衰减的问题.本文综述了该结构及其结构变化In组分梯度递增以及渐变、GaN/InxGa1-xN界面极化率改变等对改善LED器件性能的影响及优势,归纳总结了不同结构的GaN/InxGa1-xN型最后一个量子垒的工作机理,阐明极化反转是该结构提高LED性能的根本原因.在综述该结构发展的基础之上,通过APSYS仿真计算,进一步探索和深入分析了该结构中InxGa1-xN层的In组分及其厚度变化对LED内量子效率的影响.结果表明:In组分的增加有助于在GaN/InxGa1-xN界面产生更多的极化负电荷,增加GaN以及电子阻挡层处导带势垒高度,减少电子泄漏,从而提高LED的内量子效率;但GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒中InxGa1-xN及GaN层厚度的变化由于会同时引起势垒高度和隧穿效应的改变,因而InxGa1-xN和GaN层的厚度存在一个最佳比值以实现最大化的减小漏电子,提高内量子效率.
      通信作者: 张勇辉, zhangyh@hebut.edu.cn;wbi@hebut.edu.cn ; 毕文刚, zhangyh@hebut.edu.cn;wbi@hebut.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点研发计划(批准号:2016YFB0400800,2016YFB0400801)、国家自然科学基金(批准号:61604051,51502074)、天津市自然科学基金(批准号:16JCQNJC01000,16JCYBJC16200)和人社部留学人员科技活动项目择优资助项目(批准号:CG2016008001)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-04
  • 修回日期:  2017-05-23
  • 刊出日期:  2017-08-05

GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒对发光二极管内量子效率的影响

    基金项目: 

    国家重点研发计划(批准号:2016YFB0400800,2016YFB0400801)、国家自然科学基金(批准号:61604051,51502074)、天津市自然科学基金(批准号:16JCQNJC01000,16JCYBJC16200)和人社部留学人员科技活动项目择优资助项目(批准号:CG2016008001)资助的课题.

摘要: GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒结构能有效提高发光二极管(LED)器件内量子效率,缓解LED效率随输入电流增大而衰减的问题.本文综述了该结构及其结构变化In组分梯度递增以及渐变、GaN/InxGa1-xN界面极化率改变等对改善LED器件性能的影响及优势,归纳总结了不同结构的GaN/InxGa1-xN型最后一个量子垒的工作机理,阐明极化反转是该结构提高LED性能的根本原因.在综述该结构发展的基础之上,通过APSYS仿真计算,进一步探索和深入分析了该结构中InxGa1-xN层的In组分及其厚度变化对LED内量子效率的影响.结果表明:In组分的增加有助于在GaN/InxGa1-xN界面产生更多的极化负电荷,增加GaN以及电子阻挡层处导带势垒高度,减少电子泄漏,从而提高LED的内量子效率;但GaN/InxGa1-xN型最后一个量子势垒中InxGa1-xN及GaN层厚度的变化由于会同时引起势垒高度和隧穿效应的改变,因而InxGa1-xN和GaN层的厚度存在一个最佳比值以实现最大化的减小漏电子,提高内量子效率.

English Abstract

参考文献 (30)

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