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超晶格电子阻挡层提高紫外发光二极管效率

2021/11/2 16:35:54      材料来源:化合物半导体

武汉大学团队通过引入 AlInGaN/AlGaN 超晶格电子阻挡层 (SEBL) 提高了UV LED的 量子效率


武汉大学Shengjun Zhou领导的研究小组报告了一种特殊设计的电子阻挡层(EBL),以提高紫外发光二极管(UV LED)的效率。他们提出了一种 AlInGaN/AlGaN 超晶格电子阻挡层 (SEBL),以提高~371 nm UV LED 的量子效率。

 

UV LED 已在很多的应用中越来越受到关注,例如光刻、医疗固化、3D 打印、气体传感、植物照明和白光 LED 的泵浦源。然而,与可见光 LED 相比,UV LED 相对较低的量子效率阻碍了它们的进一步广泛应用。

 

研究人员已经证明,引入 AlInGaN/AlGaN SEBL 可以通过能带调制实现高效的UV LED。由于 SEBL 的应变弛豫效应,量子阱的能带倾斜度较小,可以减轻载波函数的分离。 SEBL 导带中电子和凹口的有效势垒高度的增加将有效抑制电子泄漏。

 

此外,SEBL 价带中的尖峰可以吸引空穴,从而促进空穴注入到有源区。得益于这些显著优势,与采用 AlInGaN EBL 的 UV LED 相比,采用 AlInGaN/AlGaN SEBL 的 UV LED 具有 21% 的高光输出功率和更小的正向电压。

 

上图显示了 (a) UV LED 结构的横截面 TEM 图像。 (b) 60 mA 时 UV LED 芯片的 EL 图像。

 

参考资料

'Rational superlattice electron blocking layer design for boosting the quantum efficiency of 371 nm ultraviolet light-emitting diodes' by Peng Du et al, IEEE Transactions on Electron Devices, 2021, doi: 10.1109/TED.2021.3118990.

 

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