《GaN基藍光LED內量子效率的溫度droop效應研究》是依託南昌大學，由全知覺擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：GaN基藍光LED內量子效率的溫度droop效應研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：全知覺
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨工作環境溫度的升高，GaN基LED的內量子效率顯著下降；該現象被稱為溫度droop效應。溫度droop效應對發光效率的影響甚至會超過隨電流密度增加而產生的droop效應。如能消除溫度droop效應問題，將可大幅提高GaN基LED在正常工作溫度下的發光效率，拓展其套用領域。然而，目前很少有文獻報導對溫度droop效應的研究，對於其背後的深層物理機理還未有清晰的認識。本項目將以本單位自主研發的矽襯底GaN基LED技術為平台，採用理論與實驗相結合的方式系統研究各相關物理機制隨溫度變化時對內量子效率的影響趨勢；並使用解釋方法與數值方法相結合進行定量分析。從理論中深入理解T-droop效應產生的原因後，給實驗以指導；反過來，又用實驗對理論進行驗證並不斷修正理論模型；進而提出解決溫度droop效應問題的方案，設計並製造出更高效的GaN基LED晶片。
結題摘要
隨工作環境溫度的升高，GaN基LED的內量子效率顯著下降；該現象被稱為溫度droop效應。溫度droop效應對發光效率的影響甚至會超過隨電流密度增加而產生的droop效應。然而，我們對溫度droop效應背後的深層物理機理還所知甚少。本項目正是在此背景下立項的，旨在探索溫度droop效應背後的物理機制，理解T-droop效應產生的原因。在項目執行的過程中，我們取得如下的研究成果： （1）完成了LED器件模擬的建模工作；創造性地在模擬模型中引入V坑模型，研究了V坑的作用機理。（2）採用實驗與理論模擬相結合的方法，研究了V坑大小及密度對LED光電性能的影響，結果認為：位錯密度並不是越小越好，而是存在一最佳值。（3）實驗與理論結合，研究了各種LED晶片的變溫特性，探索影響LED溫度droop性能的物理機制；包括V坑、應力、摻雜以及量子阱結構等都對溫度droop有較大影響，並發現電子泄露是引起溫度droop的重要原因。這些研究成果揭示了InGaN/GaN多量子阱LED的重要物理機理。本項目部分成果已套用於矽襯底GaN基藍、綠LED的產業化，在改善產品的耐高溫性能、提升LED光電性能作出了貢獻。
