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Ⅲ-Ⅴ族铟镓氮基(LED)发光二极管由于覆盖从绿色到近紫外线(NUV)的宽发射光谱已被应用于许多商业产品,最近,近紫外发光二极管(NUV)在应用方面发挥着重要的作用,目前,由于近紫外发光二极管(NUV)具有相对良好的显色指数(CRI)和高度稳定的白光发射,在作为三基色的激励源中起着重要的作用。
近紫外发光二极管(NUV)的阱中铟组分非常低导致氮化镓(GaN)和铟镓氮(InGaN)能带阶很小,由于极化效应而产生极化电场导致能带弯曲,致使电子泄露的问题更加严重。结果,近紫外发光二极管(NUV)的发光效率受到限制,近紫外LED的发光效率较使用蓝色LED的产品大约要低一半,因此亮度就成了近紫外LED的一大课题。近紫外LED的输出功率仅为输入功率的15%,达不到照明要求。
本文基于二维有限元的理论分析方法以及借助于模拟专用软件APSYS进行模拟分析,设计了AlGaN/InGaN基近紫外量子阱结构模型并进行优化,有效降低了功率型LED的光衰现象。通过对能带、光输出功率、内量子效率、发光波峰、电子分布、空穴分布、静电场分析以及电子空穴波函数交叠比的对比分析,得到内量子效率在大电流环境下提升14.55%,输出功率提升10%。输出功率随驱动电流增加近似于线性增加,且内量子效率随电流增加而降低的幅度比较缓慢。在LED量子阱层面,为改善量子效率提供了一种新思路。