《GaN基LED材料中極化場調控的研究》是依託廈門大學，由朱麗虹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：GaN基LED材料中極化場調控的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱麗虹
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
GaN基白光LED和傳統的照明燈具相比，具有能耗低，壽命長等突出優點。被視為節能，環保的綠色照明光源。潛在著巨大的社會和經濟效益。但目前還存在著光提取效率低和內量子效率低的問題。內量子效率低是由於GaN基材料中存在極強的極化電場，在藍寶石（0001）面襯底上生長的InGaN/GaN量子阱有源層在極化場作用下，能帶發生明顯的傾斜，使量子阱中電子和空穴波函式發生分離，降低輻射複合發光效率。本研究以降低GaN基材料中極化電場對LED內量子效率的影響，獲得具有高內量子效率的GaN基LED為目的，利用能帶工程來實現GaN基材料中極化場的調控，提出通過調製量子阱中的In組分的方法，使In組分改變引起的能帶傾斜方向和阱中極化場引起的能帶傾斜方向相反，減小能帶彎曲程度，提高輻射複合幾率。結合非對稱量子阱和p型摻雜量子阱結構減小量子斯塔克效應，一定程度上減弱光效Droop現象和改善發光波長的穩定性。
結題摘要
GaN基白光LED作為新一代的節能照明光源，具有廣闊的市場前景和經濟效益。目前量子阱中極化場的調控以及光效Droop現象對器件發光性能的影響仍然是其研究熱點。本項目提出通過調製量子阱中的In組分的方法實現GaN基LED量子阱中極化場的調控。理論和實驗結果表明In組分漸變的量子阱結構能夠有效降低LED有源層中的極化場，提高輻射複合幾率，減弱了光效Droop現象和改善了發光波長的穩定性。我們還研究了阱寬、壘寬、In組分漸變方向等參數對In組分漸變的量子阱的輻射複合效率和發光機制的影響。在此基礎上得到在大電流注入下，極化場和電子漏流可能是引起光效Droop現象的主要機制。為了更進一步實現對極化場的調控，本項目還對弱極性面InGaN/GaN量子阱能帶結構，電子和空穴波函式分布以及複合幾率進行分析計算，採用MOCVD二次外延技術在{1(1) over bar 01 }和{11 (2) over bar 2}弱極性面上實現LED器件外延片並研究了其發光機制，研究結果表明弱極性面上較小的極化場有效提高了LED的內量子效率。本項目在InGaN/GaN量子阱中極化場的調控，光效Droop現象的機制研究及減弱，以及提高LED的內量子效率等方面取得了一系列成果。
