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关于GaN基LED效率下降的建议
摘要： 基于氮化铟镓/氮化镓（InGaN/GaN）的发光二极管（LED）在现代社会和工业的多个领域得到广泛应用。然而，InGaN/GaN LED存在效率下降问题：在高电流注入时内部效率会降低。这种效率下降现象严重影响氮化镓基LED器件在效率和光输出方面的发展。因此，改善效率下降问题已成为重要研究课题。本文基于不同假说（包括俄歇复合、载流子离域和电子泄漏），介绍了效率下降现象的几种可能机制。此外，还将讨论并分析一些缓解效率下降的方案，包括半极性LED、电子阻挡层（EBL）、四元合金和芯片设计，并针对每个方案为进一步优化效率下降问题提供建议。
关键词： 电子阻挡层、半极性发光二极管、氮化镓基发光二极管、俄歇复合、芯片设计、四元合金、载流子离域、电子泄漏、效率下降
更新于2025-09-23 15:21:01
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《美国物理联合会会议录》[美国物理联合会 第三届凝聚态物质与应用物理国际会议（ICC-2019）- 印度比卡内尔（2019年10月14-15日）] 第三届凝聚态物质与应用物理国际会议（ICC-2019）- 极化场与俄歇复合对InGaN/GaN蓝光LED内量子效率的影响
摘要： InxGa1-xN/GaN蓝光LED面临显著的效率衰减问题。效率衰减的原因包括肖克利-里德-霍尔复合（SRH）、俄歇复合（AR）、载流子离域化和电子泄漏。SRH、俄歇复合和电子泄漏均与载流子浓度及温度相关。InGaN/GaN超晶格界面存在极化电场。本研究探讨了极化电场对效率衰减的影响。结果表明，极化场会增强俄歇系数，导致蓝光LED内量子效率出现更严重的衰减。因此，为提升效率需最小化极化场，这要求材料在m面而非c面生长。
关键词： 效率下降、极化电场、俄歇复合、蓝光LED、InGaN/GaN
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于AlInGaN的超晶格p区用于提升深紫外LED性能
摘要： 提出了一种由特殊设计的中间p型区构成的深紫外发光二极管（DUV LED），该区域包含超晶格四元氮化物合金。研究发现，在200 A/cm2电流密度下，该结构的出光功率显著提升，约为传统结构的28.30倍。其最大内量子效率比传统结构高出153.63%，且效率衰减降低了99.08%。超晶格p-AlInGaN层提供的应变补偿消除了陡峭势垒，为增强有源区空穴注入提供了有效方案，从而显著提升了DUV LED的性能。
关键词： 效率下降，超晶格-AlInGaN，应变补偿，深紫外LED
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有低效率衰减的钙钛矿发光二极管在硅基显示器中实现显著散热
摘要： 溶液法制备的钙钛矿发光二极管（LED）具有优异的光电特性，有望应用于固态显示领域。然而器件稳定性差导致效率骤降，部分原因是在高电流密度下工作时产生的焦耳热效应。本研究采用单晶硅（c-Si）作为衬底和电荷注入层来缓解钙钛矿LED（PeLED）的热影响。通过引入二氧化硅（SiOx）和聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-交替-(4,4'-(N-(4-丁基苯基))（TFB）层来调节基于c-Si器件的电荷注入平衡，使PeLED实现了2.12%的外量子效率和6.06 cd A-1的电流效率。得益于c-Si优异的散热性能，该PeLED展现出更低的效率衰减和更长的工作寿命。此外，基于c-Si的PeLED成功实现了电致发光（EL）动态信息显示和静态图案显示。这些结果表明，基于c-Si的PeLED在降低效率衰减方面具有实际应用可行性，适用于EL显示领域。
关键词： 效率下降，硅衬底，钙钛矿发光二极管，显示应用，散热
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于纳米片的发光二极管及其在全纳米晶体类LiFi通信中的应用
摘要： 自从胶体纳米晶体（NCs）作为液晶显示器的绿色和红色光源被集成以来，量子点面临的下一个挑战是其在电驱动发光二极管（LED）中的应用。在各种胶体纳米晶体中，纳米片（NPLs）因其二维形状能实现窄发光光谱、定向发射和高光提取效率，成为发光器件的有前途候选材料。要实现高量子效率，生长核/壳结构至关重要。与先前报道的低温方法相比，壳层的高温生长似乎是获得明亮NPLs的更优策略。本文中，我们合成了CdSe/CdZnS核/壳NPLs，并通过调节壳层合金含量来优化LED结构中的空穴注入。所得LED具有极低的启动电压、长期稳定性（在100 Cd·m?2下超过3100小时）、外量子效率高于5%以及亮度高达35000 cd·m?2。我们研究了该LED的低温性能，发现随着温度降低，电流密度方面的效率下降存在延迟现象。在论文最后部分，我们设计了一款大尺寸LED（发光面积56 mm2），并测试其用于类LiFi通信的潜力。在此方案中，LED不仅作为光源，还用于向作为宽带光电探测器的PbS量子点太阳能电池传输通信信号。我们确定了同时兼容照明和信息传输的工作条件。这项工作为全纳米晶体基通信系统的实现铺平了道路。
关键词： 效率下降、纳米片、电子传输、发光二极管、基于纳米晶体的通信
更新于2025-09-23 15:19:57
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电子泄漏对AlxGa(1?x)N/GaN紫外LED效率下降的影响
摘要： 高效AlxGa1?xN/GaN深紫外发光二极管广泛应用于水净化和医疗诊断领域。然而这类器件存在效率下降问题，即效率骤降现象。现已发现多种导致效率骤降的原因，其中电子泄漏（EL）是重要诱因之一——电子在复合前就从器件有源区泄漏出去。AlxGa1?xN/GaN深紫外LED中的电子泄漏与温度和载流子浓度相关。本研究探究了极化电荷对载流子浓度影响下的深紫外LED效率骤降现象，发现当极化效应与应用电流增强时，器件效率会降低。
关键词： 电子泄漏（EL）、效率下降、电流密度、紫外LED、内量子效率、AlGaN/GaN
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于蓝宝石和硅衬底生长的氮化镓发光二极管中的效率下降与有效有源体积
摘要： 我们比较了生长在硅(111)和c面蓝宝石衬底上的InGaN多量子阱(MQW)蓝光发光二极管(LED)结构的效率衰减特性，并采用有效有源体积缩减的速率方程模型分析了效率衰减特征。研究发现，硅衬底LED样品的效率衰减程度较相同结构的蓝宝石衬底LED样品显著降低。通过速率方程模型对实测外量子效率进行拟合时发现，硅衬底上MQW的有效有源体积约为蓝宝石衬底上的1.45倍。硅衬底LED较低的效率衰减可归因于其相比蓝宝石衬底LED具有更大的有效有源体积。模拟结果表明：随着内建电场增强，量子阱内电子与空穴分布的重叠度降低以及MQW中载流子分布不均匀，会导致有效有源体积减小。硅衬底与蓝宝石衬底LED的MQW内建电场差异可能是造成两者有效有源体积不同、进而导致效率衰减差异的主要原因。
关键词： 效率下降、速率方程、量子阱、发光二极管、氮化镓
更新于2025-09-19 17:13:59
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研究不同量子垒生长速率下氮化物基蓝光LED的效率下降现象
摘要： 本研究制备并研究了具有不同量子垒生长速率的氮化镓基蓝色InGaN/GaN发光二极管（LED）。采用较高生长速率生长的量子垒的LED表现出更低的漏电流和量子阱中更少的非辐射复合中心。因此，在120 mA电流下，高垒生长速率LED通过减弱量子阱中的铟波动效应实现了18.4%的更高光输出功率。另一方面，铟波动产生的局域态会导致更高的局域载流子密度和量子阱中的俄歇复合。因此，高垒生长速率LED的效率衰减比仅为28.6%，优于低垒生长速率LED（39.3%）。
关键词： 以及增长率、氮化物基LED、效率下降、量子垒
更新于2025-09-16 10:30:52
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同轴半极性InGaN/GaN微线阵列发光二极管，其效率下降得到显著抑制
摘要： 基于氮化镓（GaN）纳米/微米结构发光二极管（LED）因其显示与光电子集成领域的潜在应用而备受关注。本研究制备了同轴半极性InGaN/GaN多量子阱（MQWs）微米线阵列LED，在抑制效率衰减方面展现出卓越性能。结果表明，所合成微米线具有两个半极性晶面（101），且InGaN/GaN多量子阱具有优异的晶体质量。当注入电流从3增至100 A/cm2时，该器件效率衰减率仅约9.7%，较传统极性c面LED大幅降低47%。同时微米线阵列LED在注入电流从3增至23 A/cm2时波长偏移量仅为3nm。这些性能提升主要归因于半极性面上InGaN/GaN多量子阱的量子限制斯塔克效应较弱。本研究提出了一种高重复性的微米线阵列LED制备方法，为未来光电子集成系统提供了技术支撑。
关键词： LED、量子限制斯塔克效应、半极性、氮化镓微线阵列、效率下降
更新于2025-09-16 10:30:52
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AlGaN中自由载流子与局域化载流子耦合体系动力学的动力学蒙特卡罗模拟
摘要： 提出了一种强载流子局域化半导体中自由与局域载流子耦合系统动力学模型。采用动力学蒙特卡罗技术进行模拟。通过拟合AlGaN量子阱中光致发光（PL）带强度、峰值位置和带宽的温度依赖性以及PL效率的载流子密度依赖性的实验与模拟结果，验证了该模型。揭示了载流子局域化条件对主导载流子迁移和复合过程的影响。研究表明效率下降效应源于载流子局域化的特性，而俄歇复合影响甚微。
关键词： 氮化铝镓、氮化物、载流子局域化、效率下降、蒙特卡罗模拟
更新于2025-09-12 10:27:22