全光譜LED照明是未來照明市場的一種趨勢,然而全光譜照明所需求的黃綠光LED效率低下,這制約了全光譜LED照明的發(fā)展。因此,提升長波長LED的發(fā)光效率已成為一個亟待解決的問題。本文依據(jù)課題組已有的研究成果,從量子阱中的V坑入手,結(jié)合實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真軟件,研究了 V坑對長波長LED光電性能的影響。取得的主要研究成果如下:1、通過調(diào)節(jié)n-GaN層前的AlN緩沖層厚度,獲取了三組不同V坑密度的綠光LED樣品,研究了多量子阱中的V坑密度對Si襯底GaN基綠光LED外量子效率（EQE）的影響。結(jié)果表明:通過調(diào)控AlN緩沖層厚度獲取了阱中V坑密度分別為7.96×108、9.17×108、11.02×108 cm-2的外延層材料,增大的V坑密度并未破壞阱壘界面。在小電流密度下,V坑密度增大有利于阱中In原子并入,量子阱晶體質(zhì)量提升,三樣品EQE值隨著V坑密度增大而增大使得外量子效率最大值增加,量子效率最高值對應(yīng)的電流密度值（Jmax）左移。在大電流密度下,三樣品EQE值隨V坑密度增加先增后減。EQE增加是因?yàn)樵龃蟮腣坑密度有利于空穴的注入。下降則是因?yàn)閂坑面積占比過大,量子阱區(qū)有效發(fā)光面積減小,加劇了... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１白光ＬＥＤ光效發(fā)展預(yù)測圖［９１??１??

用多色高效率ＬＥＤ合成全光譜白光。利用光源激發(fā)熒光粉獲取??白光的方式在當(dāng)前的照明市場中占主導(dǎo)地位，但是該種方式存在諸多缺陷。首??先，激發(fā)光源為短波長光，其能量較高，并且白光中短波長光占比較大，容易??對視網(wǎng)膜造成損害［１Ｇ］。其次，熒光粉在使用過程中會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響??光品質(zhì)及產(chǎn)品可靠性［＂１。此外，藍(lán)光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的斯托克斯能量損失限制??了其發(fā)光效率［１２］。多基色ＬＥＤ合成全光譜白光沒有斯托克斯能量損失，并且具??有光譜可調(diào)、光品質(zhì)好、發(fā)光效率高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。圖１．２為三種獲取白??光光源方法示意圖，從左到右依次為藍(lán)光ＬＨ）激發(fā)熒光粉，紫外ＬＥＤ激發(fā)多??色熒光粉，三基色（紅、綠、藍(lán)）光合成全光譜白光。??：魯．．．?????????眶…Ａ?＞?ｉｆ】．，麵鼸??圖１．２三種獲取白光光源方法示意圖??然而，由于用來合成全光譜白光的各色ＬＥＤ光效不一，合成的白光ＬＥＤ??光學(xué)性能不穩(wěn)定，需要通過外加電路等措施來進(jìn)行補(bǔ)償。宄其原因是全光譜照??明中基于ＧａＮ基材料制作成的ＬＥＤ器件在綠、黃光波段效率低下，這被稱為??綠光鴻溝（ＧｒｅｅｎＧａｐ）?ｔｍ，如圖１．３所示。綠光鴻溝阻礙了全光譜照明的進(jìn)一??步發(fā)展。由圖１．３可知，通過ＡｌＧａｌｎＰ體系材料與ＩｎＧａＮ體系材料都能獲取黃??綠光波段ＬＥＤ。ＡｌＧａｌｎＰ體系材料可以通過增加Ａ１組分來實(shí)現(xiàn)黃綠光ＬＥＤ，??但是Ａ１組分增加到一定量時，該體系材料會發(fā)生帶隙轉(zhuǎn)換，直接帶隙將變?yōu)殚g??接帶隙，并且其對溫度敏感，熱穩(wěn)定差。而ＩｎＧａＮ體系材料為直接帶隙，熱穩(wěn)??定性好，且禁帶寬度連續(xù)可調(diào)，因此以ＩｎＧａＮ材料體系制備黃綠光波段ＬＥＤ??

?第１章緒論???以為全光譜健康照明的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)基矗??１００％????Ｉ??？?？?？?龜一??Ｉ?？?？??Ｓ?々／??＝１０％?－?ｕ?？??Ｓ??ＣＱ??３??〇??１?？??ＣＪ??Ｕ??１％?Ｌ－丨＞?？丨‘?“?．，．．１．■？丨？丨＿？．』丨‘丨▲丨？丨?一．丨．．．．．，＂丄丨一．．．．．－．，．＊?ａ?丨？．?一??３５０?４００?４５０?５００?５５０?６００?６５０?７００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ）??圖１．３不同發(fā)光波長ＬＥＤ外量子效率［？。藍(lán)色代表ＩｎＧａＮ體系材料，實(shí)心圓點(diǎn)為ｃ面生??長，正方形為（２０２１）面生長，三角形為（１１－２２）面生長，五角星為本課題組在ｃ面生長??的研宂成果；紅色實(shí)心圓點(diǎn)代表ＡｌＧａｌｎＰ材料體系??１．２長波長ＧａＮ基ＬＥＤ研究難點(diǎn)??獲取長波長ＧａＮ基ＬＥＤ需要制備出高Ｉｎ組分的ＩｎＧａＮ量子阱，然而高Ｉｎ??組分會帶來以下問題：??１．２．１高Ｉｎ組分影響置子阱中極化電場??在生長ＧａＮ基ＬＥＤ時，大多選擇具有熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的纖鋅礦ＧａＮ，纖??鋅礦ＧａＮ晶體結(jié)構(gòu)如圖１．４所示。纖鋅礦為六方結(jié)構(gòu)，且屬于非對稱點(diǎn)群，在??沿ｃ軸的生長方向上，由于ＩＩＩ、Ｖ族原子電負(fù)性強(qiáng)度存在差異，在該方向的界??面上就會出現(xiàn)極化場，產(chǎn)生自發(fā)極化。異質(zhì)外延生長所產(chǎn)生的應(yīng)力作用會使得??晶格產(chǎn)生畸變，產(chǎn)生壓電極化［１５１。??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]高銦組分InGaN薄膜的MOCVD外延生長機(jī)理及其光電性質(zhì)研究[D]. 劉建勛.大連理工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]量子壘結(jié)構(gòu)與生長方法對Si襯底GaN基長波長LED性能影響的研究[D]. 胡耀文.南昌大學(xué) 2019
[2]黃綠光InGaN/GaN量子阱的能帶調(diào)控和發(fā)光特性[D]. 李晴飛.廈門大學(xué) 2014



本文編號：3003087