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成果推送：“微组分差异阶梯状”量子阱实现稳定波长的InGaN/GaN 黄光Micro-LED 为弥补显示领域长波长Micro-LED的不足，针对GaN基黄光Micro-LED的发光效率问题，天津赛米卡尔科技有限公司技术团队提出了一套切实可行的器件设计方案，并对其器件物理机理进行了详细阐述。该成果被发表在应用物理及光学领域权威SCI期刊Applied Optics [Appl. Optics, 60(11), 3006-3012 (2021)]。 “阶梯阱”多量子阱结构先前已被多次报道，并且该量子阱结构有助于提高GaN基蓝、绿光LED器件的空穴注入效率和载流子波函数重叠率，从而使器件外量子效率得到提升。然而，技术团队发现当该结构应用于量子阱InN组分更高的黄光Micro-LED时，如果阶梯阱InN组分的设计不恰当，会使器件的发光波长产生严重蓝移现象【如表1和图1所示】，从而无法获得理想的黄光波段的发光波长；在这种情况下，即使器件的发光效率得到大幅提升，也无法应用于显示领域。 表1不同“阶梯状”量子阱结构的Micro-LED
图1不同阶梯状量子阱结构的Micro-LED的发光波长 为此，技术团队提出了“微组分差异阶梯状”多量子阱结构。该结构可有效降低价带势垒高度，提高有源区中的空穴注入效率，从而降低载流子朝侧壁缺陷区的扩散系数，因此可抑制侧壁非辐射复合【如图2所示】；更重要的是，相比传统InN组分差异巨大的阶梯阱结构而言，该“微组分差异阶梯状”多量子阱结构能保证空穴的波函数依然被限制在“浅阱”内，因此在提高量子阱内电子-空穴波函数重叠率的同时，又不会减小有源区的有效面积，从而可有效提升电子的注入效率。此外，该结构不会导致有源区内电子-空穴波函数的显著移动，从而可以稳定输出580 nm 的峰值波长。综上所示，该“微组分差异阶梯状”多量子阱结构可实现发光波长稳定的、高效率InGaN/GaN基黄光Micro-LED。  图 2 (a)横向空穴浓度分布图，(b)归一化的横向空穴浓度分布图，(c)横向SRH非辐射复合率。 |
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