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氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)具有节能环保、长寿命、低功耗、体积小等优点,可应用在显示、照明等诸多领域,通过其制备的白光LED被公认为新一代的照明光源,受到了全世界的广泛关注。目前白光LED的制备方法主要有:蓝色、紫色或紫外LED激发相应的荧光粉组合成白光;红、绿、蓝三基色LED混色合成白光。GaN基蓝光LED激发荧光粉的白光LED已经商业化,而无荧光粉的单芯片白光LED是白光LED的发展趋势,多有源区白光LED是最有前途的白光制备方法。蓝绿光、蓝黄光等双波长LED是实现无荧光粉白光LED的一种方式,蓝紫光、双蓝光等双波长LED通过激发相应的荧光粉能提高LED的显色指数等参数,以扩大其应用范围。因此,对双波长LED的研究有重要意义。 本文基于量子阱垒层的变化对GaN基双波长LED的影响进行了系统的理论研究,获得了如下有创新和有意义的研究结果: 1、采用APSYS软件研究了InGaN/GaN量子阱垒层掺杂变化对双波长LED发光光谱的调控问题。在不同掺杂类型和浓度下对器件电子空穴浓度分布、载流子复合速率、能带结构、发光光谱进行分析,结果表明,调节量子阱垒层n型和p型的掺杂浓度可以精确而有效地根据需要调控发光光谱,解决发光光谱调控难的问题。这些现象归因于掺杂的量子阱垒层对电子空穴分布的调控作用。 2、采用APSYS软件研究了量子阱垒层材料为InxGa1-xN时对双波长LED发光效应的影响。通过量子阱垒层材料的调节对双波长LED中电子空穴浓度、载流子复合速率、发光光谱、发光强度等产生的作用进行理论分析,结果表明,调节量子阱垒层材料InxGa1-xN中In的组分,可以精准地调控双波长发光二极管的两种发光峰,解决两发光峰发光强度均匀性问题。以上结果归因于InxGa1-xN量子阱垒层材料对电子空穴分布的调控作用。 3、采用APSYS软件理论分析的方法基于量子阱垒层材料为InxGa1-xN及AlyGa1-yN时对双波长LED中能带结构、电子空穴浓度分布、载流子复合速率、发光光强、发光光谱、内量子效率等产生的影响进行模拟分析,结果表明,调节量子阱垒层材料InxGa1-xN及AlyGa1-yN中的In组分及Al组分,可以精准地调控双波长LED的两种发光峰,解决两发光峰发光强度均匀性问题,提高电子与空穴的分布均匀性,提高双波长LED的发光强度,改善efficiency droop现象。