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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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偏振工程化的AlGaN末量子垒用于高效深紫外发光二极管
摘要： 基于氮化铝镓（AlGaN）的深紫外发光二极管（DUV LEDs）已被视为一种有前景的无汞紫外光源。然而，传统DUV LED中观察到的严重电子溢出和低空穴注入效率会降低器件性能，这是由于最后一个量子垒（LQB）与电子阻挡层（EBL）之间强极化电场导致的能带向下弯曲所致。本研究提出采用Al组分从0.5线性递增至0.65的组分渐变AlGaN层作为LQB，以替代传统的平坦LQB，在提高电子阻挡能力的同时降低空穴注入的有效势垒高度。由此可获得显著的输出功率提升。此外，进一步研究表明渐变LQB的厚度决定了LQB内的能带弯曲程度，从而有效抑制电子泄漏，最终实现输出功率的增强。对LQB的深入研究可为未来高效DUV LED的实现铺平道路。
关键词： 电子阻挡层、紫外发光二极管、光输出功率、极化场、渐变最后一个量子垒
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用双侧渐变电子阻挡层抑制AlGaN基深紫外LED的效率衰减。
摘要： 我们设计并构想了一种基于III族氮化物的新型深紫外发光二极管（DUV LED），通过在电子阻挡层（EBL）采用双侧渐变结构，在较高电流密度下实现了合理的高效率。EBL的双侧阶梯式与线性渐变结构因改善了空穴注入、抑制了电子溢出并降低了有源区的静电场，从而展现出更优性能。性能曲线表明，相较于传统LED，EBL双侧线性渐变结构使功率提升了5.63倍，且在200 A/cm2电流密度下（发射波长约273 nm时），效率衰减低至15%。
关键词： 双面组分渐变、电子阻挡层（EBL）、内量子效率（IQE）、深紫外（DUV）发光二极管
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过插入多层聚甲基丙烯酸甲酯作为电子阻挡层实现高效量子点发光二极管
摘要： 本研究提出了一种新型量子点发光二极管（QD-LED）器件架构，在器件中集成了多个聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）电子阻挡层（EBL）。该器件采用红色发光CdSe/ZnS量子点，其创新结构是将多个PMMA电子阻挡层夹在两层量子点之间。通过对QD-LED结构的系统优化发现，包含两层PMMA和三层量子点的器件性能最佳，实现了17.8 cd A?1的电流效率和194 038 cd m?2的亮度。对所提出的QD-LED结构简化模型进行数值模拟验证表明，由两层PMMA和三层量子点构成的结构能显著提升电致发光强度。模拟结果进一步揭示了PMMA电子阻挡层的作用机理：添加PMMA电子阻挡层可减少活性量子点区域的电子泄漏并增强电子约束，从而提高量子点活性层中的电子浓度及辐射复合速率。本研究的实验与理论分析共同证明，在制备高性能QD-LED时，多层PMMA可作为高效电子阻挡层发挥作用。
关键词： 模拟、器件架构、电子阻挡层、电子泄漏、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、量子点发光二极管（QD-LED）
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于III族氮化物的深紫外发光二极管能带工程研究综述
摘要： III族氮化物深紫外（DUV）发光二极管（LED）被认为是水/空气净化、杀菌及生物传感应用中具有前景的高能效、环保且耐用的紫外光源。然而，由于内量子效率低、电流泄漏严重及高电流注入时效率骤降等问题，当前DUV LED的性能远未达到商业化要求。学界已投入大量精力通过合理设计此类发光器件的能带结构来提升其输出功率。本综述总结了DUV LED能带设计与工程化的最新进展，重点关注电子阻挡层、量子阱、量子垒的能带工程方法，以及隧道结、超薄量子异质结构等新型结构的应用以提升效率。这些创新方案为下一代更高效环保的实用化紫外光源铺平了道路。
关键词： 量子阱，量子垒，深紫外发光二极管，超薄量子异质结构，能带工程，电子阻挡层，隧道结，氮化镓（III族氮化物）
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过氧化铪薄膜作为电子阻挡层的隧穿效应增强有机光电探测器的光电流
摘要： 为实现有机光电探测器（OPD）的高探测率，我们研究了氧化铪（HfO2）作为电子阻挡层，试图通过隧穿效应获得低漏电流和高光电流。所制备器件结构为：铟锡氧化物（ITO）/HfO2/（聚[3-己基噻吩-2,5-二基][P3HT]:PC60BM）/镱/铝。为探究氧化铪薄膜中的隧穿效应，我们采用连续离子层沉积法制备了该薄膜，并将氧化铪的性能与氧化铝及聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）进行了对比。研究发现，由于OPD中隧穿效应的作用，氧化铪能实现低漏电流与高光电流。当薄膜厚度为5.5纳米、带宽约100千赫兹时，其探测率达到1.76×1012琼斯量级，具备商业化应用价值。
关键词： 探测率、隧穿效应、有机光电探测器、氧化铪、电子阻挡层
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用聚双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺作为空穴传输与电子阻挡层的高亮度CsPbBr?钙钛矿发光二极管
摘要： 大多数高效钙钛矿发光二极管（PeLED）采用PEDOT:PSS（聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐）作为空穴传输层（HTL）。然而，PEDOT:PSS的吸湿性和酸性可能损害PeLED性能。此外，由于其电子阻挡能力不足，通常需要在富电子的PeLED结构中额外添加电子阻挡层（EBL）以实现电荷平衡，从而获得优异的发光特性。本研究采用兼具HTL和EBL功能的PTAA（聚(双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺)）替代PeLED中的PEDOT:PSS。选择高色纯度和光致发光量子产率（PL）的CsPbBr3钙钛矿作为发光层（EML）材料。通过基于非化学计量比钙钛矿前驱体溶液的一步旋涂法，在PTAA涂覆的ITO基底上制备了致密的CsPbBr3薄膜。为抑制非辐射复合，向CsPbBr3晶格中掺入少量溴化甲铵（MABr）。所得薄膜展现出优异的覆盖率和PL强度。采用纯CsPbBr3薄膜作为EML的PeLED呈现峰值波长520 nm的绿光发射，最大亮度11,000 cd/m2，外量子效率（EQE）3.3%，电流效率（CE）10.3 cd/A。而采用MABr掺杂CsPbBr3层的PeLED进一步实现了21,000 cd/m2、7.5%和27.0 cd/A的性能提升。
关键词： PTAA、钙钛矿发光二极管、PEDOT:PSS、电子阻挡层、CsPbBr3、空穴传输层
更新于2025-09-16 10:30:52
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403纳米氮化镓基垂直腔面发射激光器电子阻挡层研究
摘要： 为了在基于氮化镓的垂直腔面发射激光器（VCSEL）中获得良好的光学特性，引入了不同种类的AlGaN电子阻挡层（EBL）。这些电子阻挡层被相干地插入有源区附近，以限制电子向p掺杂侧的泄漏。研究通过三维光子集成电路模拟器（PICS3D）进行。模拟结果表明，电子阻挡层能有效改善VCSEL的光学特性，所有优势都源于量子阱中电子泄漏的减少。虽然五层电子阻挡层激光器的电压低于七层电子阻挡层激光器的电压，但两者的输出功率大致相同，因此从外延结构更易生长的角度考虑，五层电子阻挡层是综合结构分析的最佳选择。
关键词： PICS3D、光学特性、氮化镓基垂直腔面发射激光器、电子阻挡层
更新于2025-09-12 10:27:22