【摘 要】
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Following the presentation of the first GaN-based laser diode, major steps towards high power, long lifetime have been made.These LDs require high reliability in which heat dissipation of the diode sh
【机 构】
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Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
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Following the presentation of the first GaN-based laser diode, major steps towards high power, long lifetime have been made.These LDs require high reliability in which heat dissipation of the diode should be managed and optimized.
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目前传统白光LED中主要采用蓝光LED芯片激发黄色光荧光粉的技术方案,但黄色光荧光粉存在量子效率低、稳定性差等问题.另一方面,InGaN量子点具有发光效率高、波长可控以及可单芯片集成等优点.本文研究了基于InGaN蓝光量子阱和InGaN黄绿光量子点的单芯片白光LED外延技术.
在蓝宝石衬底上外延生长GaN-LED的研究最多的是C面蓝宝石衬底.采用R面蓝宝石衬底上生长非极性GaN的研究也已经有较多的报道,但是关于A面蓝宝石衬底上外延生长GaN-LED却一直少有报道.A面蓝宝石与GaN在[1120]方向的晶格失配仅为1.7％,在[1100]方向的晶格失配仅为0.5％,拥有更好的晶格匹配度.有可能长出晶体质量更好,位错密度更低的GaN外延层.本研究针对A面蓝宝石衬底上GaN-
本文通过对GaN垒层的铟预处理和调控InGaN有源层的生长温度,设计和生长了双波长的黄绿光InGaN/GaN量子阱,并结合不同的表征手段从实验和理论两个角度对其进行了探究.TEM、XRD和STEM的数据显示该量子阱具有较好的界面平整度和晶体质量.
目前,InGaN基蓝光LED已经取得了飞速的发展,其在背光显示,交通灯,固态照明领域也得到了普遍的应用.但一直以来,由于Mg的并入效率和激活效率都比较低,因此获得高质量高空穴浓度的p-GaN层是一个难点,严重制约着InGaN基LED的向前发展.
近二十年来,InGaN/GaN多量子阱LED、LD得到了快速的发展.然而,在InGaN多量子阱生长过程中,经常会有V型缺陷的出现.因此,很有必要研究V型缺陷的形成机制及其对器件性能的影响.我们利用MOCVD方法生长了具有不同量子阱周期数的InGaN/GaN多量子阱LED.
高亮度AlGaInP发光二极管已广泛应用于高效固态照明领域中,如显示屏、汽车用灯、背光源、交通信号灯、景观照明等.由于常规的GaAs衬底的禁带宽度比AlGaInP窄,有源区所产生的向下方发射的光子将会被吸收,导致发光效率大幅度降低,通过采用衬底转移方式,并增加金属全方位反射镜来制造反极性结构的AlGaInP基LED,可以大幅度发光效率.
目前,Si衬底GaN基LED已经得到了广泛的研究,其性能也得到了很大的提高,但是要实现量产还面临着不小的困难.这主要是因为GaN受到Si衬底的张应力导致龟裂以及Si衬底对光的吸收作用.因此,为了提高Si衬底LED的发光效率,其中一个有效的方法就是在LED的有源层和Si衬底之间插入分布布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector,DBR).
GaN是一种重要的直接带隙半导体,在黄绿光发光器件上有广泛的应用.有机聚合物聚对苯乙炔(PPV)材料,具有工艺简单、能耗低、高荧光效率、易成膜性等优点.将6aN材料与PPV结合,形成宽带隙材料和有机材料的复合结构,有可能形成出新的电子跃迁能级体系,实现新的电子复合发光通道.
利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在蓝宝石上生长了铟镓氮量子点外延结构,通过变温(4K～300 K)光致发光(PL)实验详细分析了量子点中的载流子的输运情况。我们发现,在355 nm Nd∶ YVO4激光器激发下,随着温度升高,PL谱的峰位呈现与量子阱类似的"S型"变化,即红移——蓝移——红移,表明量子点内具有很强的局域效应。同时我们观察到在某个温度范围内,量子点的发光强度会随温度的升高而
光器件的发展决定了光通信系统的水平,现代光通信用器件主要是Ⅲ-V族半导体化合物材料.器件集成度越来越高,需要先进的外延生长设备来支撑,外延材料的质量在很大程度上决定了光器件的质量.对于光子集成发射器芯片,并行多波长分布反馈激光器(DFB)阵列是其核心器件,其要求与国际ITU标准波长对准,偏差不超过±10％.