劉志強(qiáng)：低維結(jié)構(gòu)—GaN LED的潛在發(fā)展趨勢(shì)

極值發(fā)光效率的解決方案在哪里?我們距離發(fā)光極限(400lm/W )還有多遠(yuǎn)?

11月10日下午，CHINASSL2013材料與裝備技術(shù)分會(huì)首位發(fā)言人，中科院半導(dǎo)體研究所照明中心副研究員劉志強(qiáng)在介紹《低維結(jié)構(gòu)—GaN LED的潛在發(fā)展趨勢(shì)》時(shí)，用上述兩個(gè)問(wèn)題作為題目的引述，吸引了臺(tái)下聽(tīng)眾的注意力。

劉志強(qiáng)介紹，迄今為止，氮化物發(fā)光二極管主要基于平面InGaN/GaN多量子阱制成，并且表現(xiàn)出了可喜的性能，然而這種傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)也存在一些問(wèn)題，使其進(jìn)一步發(fā)展受到制約，例如：結(jié)構(gòu)中較高的位錯(cuò)密度，較大的自發(fā)/壓電極化電場(chǎng)限制了內(nèi)量子效率的提升：氮化物的反射率使得有源區(qū)發(fā)出的光很大一部分被限制在LED芯片中無(wú)法發(fā)射到外界。

為了解決這些問(wèn)題，研發(fā)人員做了很多努力。近年來(lái)，量子點(diǎn)和納米線等低維納米結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)(無(wú)缺陷，提升的量子限制，降低的極化電場(chǎng)等)，被認(rèn)為是提高氮化物半導(dǎo)體光電器件性能的潛力股。更可喜的是，這些納米結(jié)構(gòu)可以有效而通過(guò)利用商用MOCV 廣從芯片向外界的傳出效率，這是由其特有的幾何結(jié)構(gòu)和大的比表面積決定的。

劉志強(qiáng)帶來(lái)的報(bào)告實(shí)驗(yàn)表明，利用商用MOVCD系統(tǒng)制備一種特別設(shè)計(jì)的多層InGaN量子點(diǎn)，并表征其結(jié)構(gòu)特性，在理論上和實(shí)驗(yàn)上研究了兩種量子點(diǎn)分布形態(tài)間的復(fù)合機(jī)制。另外，利用選區(qū)外延方法制備獨(dú)特的金字塔陣列InGaN/GaN核殼結(jié)構(gòu)LED，結(jié)果顯示，低維結(jié)構(gòu)是進(jìn)一步提高氮化物發(fā)光二極管的有力手段，并且，低維結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)單芯片白光發(fā)射方面有其潛在優(yōu)勢(shì)。