研究目的
采用分子束外延(MBE)技术,通过自下而上的方法构建横向尺寸小至150纳米的微型LED,利用InGaN材料制备纳米结构LED,应用于全彩显示领域。
研究成果
该研究通过选择性生长工艺,在单芯片上一步制备出多色单纳米线发光二极管。这些纳米级LED具有多重优势:显著提升的光提取效率、可控的辐射锥角、可调谐的可见光发射以及高效的电流传导性能。这对微型LED显示器意义重大——它能提供高效能LED,尺寸可小至100纳米,单一材料体系即可覆盖全可见光谱,且整个工艺能在单晶圆上通过一步流程完成。
研究不足
实验的技术和应用限制包括:使用基于氮化镓(GaN)的技术实现高效绿光和红光LED的挑战,以及在整个晶圆上改变量子阱中铟(In)组分以实现单一衬底多色发光的困难。
1:实验设计与方法选择:
采用选区分子束外延(MBE)技术制备纳米线内盘状发光器件。InGaN/GaN量子盘的发光与电学特性高度依赖于纳米结构直径。
2:样品选择与数据来源:
使用蓝宝石衬底上的n型GaN模板,以10纳米厚Ti层作为生长掩模,在Ti掩模上制作80纳米至1.9微米的开口。
3:9微米的开口。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:采用Veeco GENxplor MBE系统生长这些结构。GaN在1030°C衬底温度下生长,随后降低温度进行有源区生长。
4:实验流程与操作步骤:
每根纳米线包含约0.35微米GaN、五个垂直排列的InGaN/GaN量子盘以及约0.1微米GaN盖层。
5:35微米GaN、五个垂直排列的InGaN/GaN量子盘以及约1微米GaN盖层。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:在室温下使用405纳米激光作为激发源测量单结构的PL发射。
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