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綜合新聞

Comprehensive news

我院在高效深紫外LED器件研發取得新進展
发布时间:2019-6-10 17:46:00  浏览次数:35

隨著現今主流的含汞紫外光源被禁止生産與銷售,發展新型固態環保紫外光源已成爲必然趨勢。AlGaN是發展无汞环保、便携、低功耗、低电压固态紫外光源的理想材料,而提升AlGaN基紫外發光二極管(LED)的發光效率是其在高端市場中獲得應用的關鍵。受限于AlGaN量子阱中存在強極化電場,深紫外LED空穴注入水平以及大量的電子泄露,器件有源區的輻射複合受到嚴重的阻礙因此,如何設計出高載流子注入水平的深紫外LED器件結構是制備高深紫外LED核心問題

我院的研究人員從材料和器件結構等多方面對高效紫外LED開展了較系統深入的技術研發。在此前AlGaN基紫外光電材料及器件取得的系列進展基礎上,近日研究人員設計多種新型載流子收集層結構,並引入深紫外LED器件中,結果表明具有Al組分漸變的AlGaN載流子收集層能有效地改善深紫外LED的空穴注入水平和輻射複合速率,顯著增強280納米深紫外LED器件的內量子效率,其出光功率相比傳統結構的深紫外LED提高了73.3%。研究成果將爲深紫外LED器件制備提供重要參考和依據。以上工作部分結果近日以“Marked enhancement in the efficiency of deep ultraviolet light-emitting diodes by using a AlxGa1-xN carrier reservoir layer”爲題物理學領域國際權威期刊《Applied Physics Express》發表,賀龍飛爲論文第一作者,陳志濤博士和華南師範大學李述體研究員爲論文共同通訊作者。該工作得到了廣東省自然科學基金和廣東省科學院青年科技工作者專項等項目的資助。

Applied Physics Express》是日本應用物理學會旗下的知名SCI期刊,以快報的形式報道應用物理類最新研究成果在應用物理領域,尤其是半導體領域具有很高的影響

論文链接: https://iopscience.iop.org/article/10.7567/1882-0786/ab22df

1. 深紫外LED的能带结构圖

(通过能带圖发现相比于器件A,器件BC能顯著提升電子在LQB/EBL界面的勢壘高度;同時降低空穴的勢壘高度,提高空穴在LQB中的漂移动能和有源區的注入效率)

 

2. 深紫外LED的載流子濃度及輻射複合速率分布

(通过电子浓度分布圖(a)發現器件BCLQB/EBL界面附近聚集了大量的电子,得益于此处电子势垒高度的提高;通过空穴浓度分布圖(b)發現器件BC在最後一個量子阱中的空穴濃度得到了大幅度提升。同時,由于器件CLQB/EBL界面聚集了大量的電子和空穴,進一步顯著地改善了深紫外LED的發光效率)


(贺龙飞  供稿)