陆义 1,2,3,4,*闫建昌 1,2,3李晓航 4郭亚楠 1,2,3[ ... ]李晋闽 1,2,3
1 中国科学院半导体研究所 半导体照明研发中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 北京市第三代半导体材料及应用工程技术研究中心, 北京 100083
4 阿卜杜拉国王科技大学 先进半导体实验室, 图沃 23955-6900,沙特阿拉伯
为了获得高效率的AlGaN基深紫外发光二极管, 提出了具有渐变量子垒的氮极性结构来调控载流子的传输.通过氮极性结构在p型电子阻挡层中形成的反向极化诱导势垒, 改善空穴注入和电子泄漏问题.另外研究了不同的渐变方向和渐变程度对器件性能的影响.模拟结果显示, 在12 nm的AlGaN量子垒上沿着(000-1)方向从Al组分0.65线性渐变到0.6, 可以有效平衡量子垒的势垒高度和斜率, 从而极大的增强空穴注入, 光输出功率相较于传统结构提高了53.6%.该设计为电子泄漏和空穴注入问题提供了直接而有效的解决方案, 在实现更高效率的深紫外发光二极管方面显示出广阔的前景.
深紫外LED 氮极性 渐变量子垒 载流子调控 Deep Ultraviolet Light-Emitting Diode(DUV LED) AlGaN AlGaN N-polar Grading quantum barrier Carrier manipulation
1 北京大学物理学院 人工微结构和介观物理国家重点实验室, 北京 100871
2 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 南京大学电子科学与工程学院 江苏省光电信息功能材料重点实验室, 江苏 南京 210093
4 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
5 西安电子科技大学微电子学院 宽带隙半导体技术国防重点学科实验室, 陕西 西安 710071
高质量氮化镓(GaN)材料是发展第三代半导体光电子与微电子器件的根基。大失配、强极化和非平衡态生长是GaN基材料及其量子结构的固有特点, 对其生长动力学和载流子调控规律的研究具有重要的科学意义与实用价值, 受到各国科学界与产业界广泛高度重视。本文对大失配、强极化氮化物半导体材料体系外延生长动力学和载流子调控规律进行了研究, 旨在攻克蓝光发光效率限制瓶颈, 突破高Al和高In氮化物材料制备难题, 实现高发光效率量子阱和高迁移率异质结构, 制备多波段、高效率发光器件和高频率、高耐压电子器件, 实现颠覆性的技术创新和应用, 带动电子材料产业转型升级。
氮化镓 大失配 强极化 生长动力学 载流子调控 GaN large mismatch strong polarization growth dynamics carrier control
1 桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室, 广西 桂林541004
2 广西信息科学实验中心, 广西 桂林541004
3 电子科技大学中山学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分室, 广东 中山528402
4 上海大学 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海200072
采用空穴传输兼发光层CBP和电子传输兼发光层TAZ构建了紫外有机电致发光器件(UVOLED)，通过调控功能层厚度可以优化激子形成区域，进而改善器件性能。实验结果表明：CBP厚度的变化对器件性能影响甚微，而TAZ厚度变化则有显著影响。当CBP和TAZ厚度分别为50 nm和30 nm时，获得了最大辐照度为4.4 mW/cm2@270 mA/cm2、外量子效率(EQE)为0.94%@12.5 mA/cm2，发光来自于CBP主发光峰~410 nm以及TAZ肩峰~380 nm的UVOLED器件。在此基础上，通过在CBP/TAZ界面引入超薄［CBP∶TAZ］掺杂层可以加速激子复合，降低器件驱动电压，同时还有利于改善载流子平衡性，提高发光效率(最大EQE达到了0.97%@20 mA/cm2)而不影响光谱特性。
紫外有机电致发光器件 载流子调控 激子 掺杂 ultraviolet organic light-emitting device carrier engineering excimer doping
