美国加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)和韩国韩国首尔Viosys一直在探索缩小绿色和蓝色氮化铟镓(InGaN)微发光二极管(LED)直径带来的影响。由于器件表面的非辐射复合,LED的外部量子效率(EQE)随着尺寸的减小而降低。
UCSB 和Viosys团队发现蓝色设备受到的影响明显,但是绿色LED较小。就峰值EQE值而言,两种器件在10-30μm直径范围内均具有相当稳定的性能,在LED直径小于10μm的情况下,绿色设备比蓝色设备的效率更高。这种交叉现象非常显着,因为块状绿色InGaN材料的内部量子效率(IQE)低于蓝色。
与标准的商用铝镓铟磷化物(AlGaInP)产品相比,红色InGaN LED可能具有类似的直径交叉效应。研究发现红色AlGaInP的表面复合速度(SRV)甚至高于蓝色InGaN,而低于绿色InGaN的SRV。因此,很可能在红色的AlGaInP和红色的InGaN微型LED之间存在类似的EQE交叉,其中InGaN器件将以较小的尺寸胜出。
研究发现随着直径减小到5μm,蓝色LED的EQE下降,但在1-5μm范围内保持大致相同的水平。相比之下,绿色LED在整个1-30μm的直径范围内表现出较小的性能下降。
蓝色器件也显示出向峰值EQE值的电流密度增加的转变。同样,绿色LED峰值电流密度显然不受影响。
研究人员将载流子定位作为直径较小的绿色LED的较高峰值EQE的可能解释。由于载流子被俘获/局域化,因此它们不太可能传播到LED表面,从而避免了一条通往非辐射复合的途径。
原文题目:Micro-scaling of indium gallium nitride blue and green light-emitting diodes
原文来源:http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/mar/ucsb-260320.shtml
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