InGaN/GaN基納米柱LED的制備及光學(xué)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-20 16:44
GaN及其合金化合物(InGaN、AlGaN等)作為Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料的代表,由于Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料屬于直接帶隙半導(dǎo)體并且擁有變化范圍很大的帶隙寬度,其帶隙變化范圍從InN的0.7eV到AlN的6.28eV,對應(yīng)能量從近紅外可覆蓋到深紫外,再加上其良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的電熱力學(xué)性質(zhì),在發(fā)光、顯示、探測、存儲等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是在光電器件方面,InGaN合金作為一個(gè)重要的發(fā)光材料,更是起到不可替代的作用。盡管InGaN/GaN多量子阱LED的特性和應(yīng)用在過去取得了很大的進(jìn)步與發(fā)展,但仍有許多問題有待解決,最重要的問題之一是InGaN/GaN多量子阱LED的發(fā)光效率仍然較低。本論文首先采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法在c面藍(lán)寶石襯底之上生長InGaN/GaN多量子阱基LED。然后,使用自上而下的ICP刻蝕技術(shù)制備納米柱LED陣列。利用PL、拉曼、SEM等方法以及Rsoft模擬等手段分析納米柱結(jié)構(gòu)對InGaN/GaN基LED光電特性和內(nèi)部物理機(jī)制的影響。主要內(nèi)容如下:(1)研究對比了平板LED(即原位樣品)與納米柱LED陣列(即納米柱樣品)的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率。通過對比...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1過去四十年可見光LED性能提升曲線,在此期間,LEDs性能以平均每十年增長10??倍的速度發(fā)展W
LED的發(fā)光效率還相對較低,黃光LED的發(fā)光效率最低,在黃-綠波段(500-580??nm)發(fā)光效率下降很快,存在一個(gè)效率“空隙”。這種現(xiàn)象同時(shí)存在于GaN基和??AlGalnP基的UED中,均無法獲得較高的發(fā)光效率。如圖1.2_所示,這個(gè)“空??隙”問題就是“Green?Gap”問題[21_23]!埃牵颍澹澹?Gap”問題使黃、綠光LED的發(fā)??展遇到瓶頸,發(fā)展落后于藍(lán)光LED,缺少高效的黃、綠光LED也無法實(shí)現(xiàn)真正??1000?^'"-inGaN???????■InGaAlP??:?/J-::.??屬???"cold?white'?/'/■■'?.-20%-..??1?Irr:?/?l?I?I?1?I?\?\?\??"?400?450?500?550?600?650?700??wavelength?(nm)?,??圖1.2丨nGaN基LED發(fā)光效率與波長的變化關(guān)系曲線,在黃-綠波段(500-580?nm)發(fā)光??效率下降很快P1。??Fig.?1.2?The?efficacy?on?the?wavelength?dependent?of?InGaN-based?quantum?well?structure?LEDs,??which?declined?rapidly?of?the?yellow-green?bands[20】.??,?意義的上白光顯示。人眼對綠光敏感度高,提高綠光波段LED發(fā)光效率對LED??發(fā)展尤為重要。目前的替代品都是利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉獲得,在發(fā)光效率、??亮度和色彩度上都難以滿足需要。??1.4本論文的研究內(nèi)容與主要安排??目前
復(fù)合和非輻射復(fù)合。??2.1.1輯射復(fù)合??輻射復(fù)合有多種途徑,主要包括帶帶躍遷、激子躍遷、雜質(zhì)躍遷,如圖2.1??所示。??EC^?2?2-??Ei??D?令1?1?m?.??\?^/W\?dd_S_??V::'1?';W\?'.w'..?\?,r??WV\?DA—??A ̄??F???十十?十??圖2.1半導(dǎo)體主要復(fù)合過程。??Fig.?2.1?Recombination?paths?in?semiconductor.??(1)帶帶躍遷。導(dǎo)帶電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合發(fā)光過程為帶帶躍遷(五c-五小分??為直接躍遷和間接躍遷⑴。??直接躍遷沒有聲子參與,能量為//V=£g;??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電子束曝光技術(shù)及其應(yīng)用綜述[J]. 王振宇,成立,?,李嵐. 半導(dǎo)體技術(shù). 2006(06)
[2]低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備碳納米管[J]. 李社強(qiáng),江南,王太宏. 真空. 2004(04)
博士論文
[1]基于拉曼效應(yīng)的光與原子相互作用的研究及應(yīng)用[D]. 邱誠.華東師范大學(xué) 2016
[2]電子束蒸發(fā)ITO薄膜結(jié)構(gòu)、性能及球形基底薄膜制備[D]. 邱陽.中國建筑材料科學(xué)研究總院 2015
[3]微納系統(tǒng)電子束光刻關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)機(jī)理研究[D]. 于明巖.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]利用納米尺度金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)GaN基藍(lán)光LED發(fā)光效率的研究[D]. 高暉.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]微納結(jié)構(gòu)增強(qiáng)GaN基LED發(fā)光效率的研究[D]. 汪金.江南大學(xué) 2017
[2]電子束蒸發(fā)法沉積金屬聚合物基復(fù)合薄膜成膜機(jī)理及其性能研究[D]. 孫晉國.南京理工大學(xué) 2017
[3]GaN納米棒陣列的微納加工及光學(xué)性能研究[D]. 王皓田.太原理工大學(xué) 2016
[4]電子束曝光技術(shù)及其在鋰離子電池薄膜負(fù)極中應(yīng)用的研究[D]. 劉佳.華南理工大學(xué) 2013
[5]電子束蒸發(fā)沉積摻雜TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)控制及其性質(zhì)研究[D]. 陸中丹.南京理工大學(xué) 2012
[6]高深寬比微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)研究[D]. 陳少軍.上海交通大學(xué) 2011
[7]ICP刻蝕SiC機(jī)制及表面損傷的研究[D]. 呂英.廈門大學(xué) 2008
[8]等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法制備碳納米管及其表征[D]. 李宗鵬.吉林大學(xué) 2008
本文編號:2928201
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1過去四十年可見光LED性能提升曲線,在此期間,LEDs性能以平均每十年增長10??倍的速度發(fā)展W
LED的發(fā)光效率還相對較低,黃光LED的發(fā)光效率最低,在黃-綠波段(500-580??nm)發(fā)光效率下降很快,存在一個(gè)效率“空隙”。這種現(xiàn)象同時(shí)存在于GaN基和??AlGalnP基的UED中,均無法獲得較高的發(fā)光效率。如圖1.2_所示,這個(gè)“空??隙”問題就是“Green?Gap”問題[21_23]!埃牵颍澹澹?Gap”問題使黃、綠光LED的發(fā)??展遇到瓶頸,發(fā)展落后于藍(lán)光LED,缺少高效的黃、綠光LED也無法實(shí)現(xiàn)真正??1000?^'"-inGaN???????■InGaAlP??:?/J-::.??屬???"cold?white'?/'/■■'?.-20%-..??1?Irr:?/?l?I?I?1?I?\?\?\??"?400?450?500?550?600?650?700??wavelength?(nm)?,??圖1.2丨nGaN基LED發(fā)光效率與波長的變化關(guān)系曲線,在黃-綠波段(500-580?nm)發(fā)光??效率下降很快P1。??Fig.?1.2?The?efficacy?on?the?wavelength?dependent?of?InGaN-based?quantum?well?structure?LEDs,??which?declined?rapidly?of?the?yellow-green?bands[20】.??,?意義的上白光顯示。人眼對綠光敏感度高,提高綠光波段LED發(fā)光效率對LED??發(fā)展尤為重要。目前的替代品都是利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉獲得,在發(fā)光效率、??亮度和色彩度上都難以滿足需要。??1.4本論文的研究內(nèi)容與主要安排??目前
復(fù)合和非輻射復(fù)合。??2.1.1輯射復(fù)合??輻射復(fù)合有多種途徑,主要包括帶帶躍遷、激子躍遷、雜質(zhì)躍遷,如圖2.1??所示。??EC^?2?2-??Ei??D?令1?1?m?.??\?^/W\?dd_S_??V::'1?';W\?'.w'..?\?,r??WV\?DA—??A ̄??F???十十?十??圖2.1半導(dǎo)體主要復(fù)合過程。??Fig.?2.1?Recombination?paths?in?semiconductor.??(1)帶帶躍遷。導(dǎo)帶電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合發(fā)光過程為帶帶躍遷(五c-五小分??為直接躍遷和間接躍遷⑴。??直接躍遷沒有聲子參與,能量為//V=£g;??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電子束曝光技術(shù)及其應(yīng)用綜述[J]. 王振宇,成立,?,李嵐. 半導(dǎo)體技術(shù). 2006(06)
[2]低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備碳納米管[J]. 李社強(qiáng),江南,王太宏. 真空. 2004(04)
博士論文
[1]基于拉曼效應(yīng)的光與原子相互作用的研究及應(yīng)用[D]. 邱誠.華東師范大學(xué) 2016
[2]電子束蒸發(fā)ITO薄膜結(jié)構(gòu)、性能及球形基底薄膜制備[D]. 邱陽.中國建筑材料科學(xué)研究總院 2015
[3]微納系統(tǒng)電子束光刻關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)機(jī)理研究[D]. 于明巖.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]利用納米尺度金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)GaN基藍(lán)光LED發(fā)光效率的研究[D]. 高暉.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]微納結(jié)構(gòu)增強(qiáng)GaN基LED發(fā)光效率的研究[D]. 汪金.江南大學(xué) 2017
[2]電子束蒸發(fā)法沉積金屬聚合物基復(fù)合薄膜成膜機(jī)理及其性能研究[D]. 孫晉國.南京理工大學(xué) 2017
[3]GaN納米棒陣列的微納加工及光學(xué)性能研究[D]. 王皓田.太原理工大學(xué) 2016
[4]電子束曝光技術(shù)及其在鋰離子電池薄膜負(fù)極中應(yīng)用的研究[D]. 劉佳.華南理工大學(xué) 2013
[5]電子束蒸發(fā)沉積摻雜TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)控制及其性質(zhì)研究[D]. 陸中丹.南京理工大學(xué) 2012
[6]高深寬比微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)研究[D]. 陳少軍.上海交通大學(xué) 2011
[7]ICP刻蝕SiC機(jī)制及表面損傷的研究[D]. 呂英.廈門大學(xué) 2008
[8]等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法制備碳納米管及其表征[D]. 李宗鵬.吉林大學(xué) 2008
本文編號:2928201
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2928201.html
最近更新
教材專著