為了制備單芯片無熒光粉白光InGaN/GaN多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu),利用選擇性外延生長法在SiO2條紋掩膜板上生長出具有梯形形貌的GaN微面結(jié)構(gòu),并在該GaN微面結(jié)構(gòu)上生長InGaN/GaN多量子阱結(jié)構(gòu),最終在單芯片上獲得了雙波長發(fā)光.結(jié)果表明:梯形GaN微面由（0001）和（11-22）面組成,兩者的表面能和極性不同,并且在InGaN/GaN多量子阱生長過程中,In原子和Ga原子遷移速率不同,從而使得（0001）和（11-22）面上的多量子阱具有不同的發(fā)光波長;該性質(zhì)可以使（11-22）面的微面量子阱發(fā)出藍(lán)光（峰值波長為420nm）,而（0001）面的量子阱發(fā)出黃光（峰值波長為525nm）,最終形成雙波長的復(fù)合白光外延結(jié)構(gòu). 

【文章來源】：光子學(xué)報. 2017,46(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１沿［１－１００］方向生長的ＩｎＧａＮ／ＧａＮ條紋多量子阱ＳＥＭ剖面圖

長窗口區(qū)的遷移過程就不能忽略，而且占據(jù)主導(dǎo)作用［２２－２４］．本文實驗中設(shè)計的圖形生長窗口尺寸小于５μｍ，在選擇性橫向外延生長過程中源材料從掩膜區(qū)向生長窗口區(qū)的原子遷移起著決定性作用．由于在氣相生長過程中，ＩＩＩ族原子遷移長度順序依次是Ｉｎ＞Ｇａ＞Ａｌ，因此在選擇性外延生長中Ｉｎ組分的原子遷移長度要高于Ｇａ原子，從而形成梯形頂面量子阱中的Ｉｎ組分高于側(cè)壁量子阱中Ｉｎ組分，最終觀察到梯形頂面量子阱的發(fā)光峰波長遠(yuǎn)大于側(cè)面量子阱的發(fā)光峰．圖３（０００１）頂面和（１１－２２）側(cè)面上量子阱發(fā)光的ＣＬ譜Ｆｉｇ．３ＣＬｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＭＱＷｓｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｌｏｃａｌｓｐｏｔｓｏｆｔｈｅｔｏｐｆｌａｔ（０００１）ｐｌａｎｅａｎｄｉｎｃｌｉｎｅｄ（１１－２２）ｓｉｄｅｐｌａｎｅ圖４條紋量子阱在波長為４２０ｎｍ和５２５ｎｍ激發(fā)下的單色ＣＬ圖Ｆｉｇ．４ＭｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃＣＬｉｍａｇｅｓｏｆＭＱＷｓｔｒｉｐｅｆｏｒλ＝４２０ｎｍａｎｄλ＝５２５ｎｍ３結(jié)論本文利用選擇性外延技術(shù)生長由（０００１）面和（１１－２２）半極性面組成的剖面呈梯形結(jié)構(gòu)的ＧａＮ微面模板，并利用此微面模板生長出具有雙波長發(fā)光特性的ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多量子阱．通過ＰＬ和局域ＣＬ測試驗證了雙波長發(fā)光來源于（１１－２２）半極性面和（０００１）ｃ面量子阱的發(fā)光．ｃ面量子阱發(fā)光峰相比于側(cè)壁（１１－２２）面的量子阱發(fā)光峰發(fā)生顯著紅移，原因是由于在選擇性橫向外延生長過程中，Ｉｎ原子相比Ｇａ原子較易從掩模區(qū)域向窗口中心區(qū)域遷

Ａｌ，因此在選擇性外延生長中Ｉｎ組分的原子遷移長度要高于Ｇａ原子，從而形成梯形頂面量子阱中的Ｉｎ組分高于側(cè)壁量子阱中Ｉｎ組分，最終觀察到梯形頂面量子阱的發(fā)光峰波長遠(yuǎn)大于側(cè)面量子阱的發(fā)光峰．圖３（０００１）頂面和（１１－２２）側(cè)面上量子阱發(fā)光的ＣＬ譜Ｆｉｇ．３ＣＬｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＭＱＷｓｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｌｏｃａｌｓｐｏｔｓｏｆｔｈｅｔｏｐｆｌａｔ（０００１）ｐｌａｎｅａｎｄｉｎｃｌｉｎｅｄ（１１－２２）ｓｉｄｅｐｌａｎｅ圖４條紋量子阱在波長為４２０ｎｍ和５２５ｎｍ激發(fā)下的單色ＣＬ圖Ｆｉｇ．４ＭｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃＣＬｉｍａｇｅｓｏｆＭＱＷｓｔｒｉｐｅｆｏｒλ＝４２０ｎｍａｎｄλ＝５２５ｎｍ３結(jié)論本文利用選擇性外延技術(shù)生長由（０００１）面和（１１－２２）半極性面組成的剖面呈梯形結(jié)構(gòu)的ＧａＮ微面模板，并利用此微面模板生長出具有雙波長發(fā)光特性的ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多量子阱．通過ＰＬ和局域ＣＬ測試驗證了雙波長發(fā)光來源于（１１－２２）半極性面和（０００１）ｃ面量子阱的發(fā)光．ｃ面量子阱發(fā)光峰相比于側(cè)壁（１１－２２）面的量子阱發(fā)光峰發(fā)生顯著紅移，原因是由于在選擇性橫向外延生長過程中，Ｉｎ原子相比Ｇａ原子較易從掩模區(qū)域向窗口中心區(qū)域遷移．這種雙波長發(fā)光結(jié)構(gòu)對于單芯片白光ＬＥＤ的制備具有一定的價值．參考文獻(xiàn)［１］ＯＵＬＩＡＮＯＶＤＡ，ＣＲＯＷＥＬＬＲＡ，ＧＯＳＺＴＯＬＡＤＪ，ｅｔａｌ．Ｕｌｔｒａｆａｓｔｐｕｌｓｅｒａｄｉｏｌｙｓｉｓｕｓｉｎｇａｔｅｒａｗａｔｔｌａｓｅｒｗａｋｅｆｉｅ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]GaN基藍(lán)光VCSEL的制備及光學(xué)特性[J]. 蔡麗娥,張保平,張江勇,沈漢鑫,朱文章.  發(fā)光學(xué)報. 2016(04)



本文編號：3117675