匠心独运的掺Si量子势垒策略,显著提升了AlGaN基深紫外LED出光率

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WHU团队凭借匠心独运的三明治式掺Si量子势垒策略,显著提升了AlGaN基深紫外光LED的效率,这一创新成果为中国武汉大学的研究团队所取得。他们巧妙地设计出一种三明治状Si掺杂(未掺杂)方案,应用于Al0.6Ga0.4N量子势垒中,为改善深紫外光发光二极管(DUV LED)的光电性能和可靠性注入了新的活力。

周胜俊教授在谈及这一成果时表示:“我们惊喜地发现,三明治状的Si掺杂方案犹如一把魔法棒,有效改善了多量子阱(MQW)的界面质量,成功抑制了因重度Si掺杂量子势垒诱导的MQW表面凹陷现象。因此,相较于传统均匀Si掺杂结构的DUV LED,我们提出的DUV LED展现出了壁塞效率的显著提升,反向漏电流(IR)更是降低了近乎一个数量级。更令人振奋的是,在经历168小时100mA电流应力操作后,其光输出功率(LOP)降解速度明显放缓。”

AlGaN基DUV LED因其应用领域的广泛而备受瞩目。然而,QW中强大的极化诱导电场(高达MV/cm)一直困扰着研究人员,它如同一道无形的屏障,削弱了电子-空穴波函数的重叠,进而降低了AlGaN基DUV LED的量子效率。为了打破这一桎梏,研究人员曾尝试使用量子势垒来减轻QW内的极化电场。但遗憾的是,过度依赖Si掺杂层可能导致表面凹陷的风险增加,进而损害MQW的界面质量,不仅阻碍了器件光电性能的提升,还加速了操作过程中的可靠性劣化。

正是针对这一痛点,WHU团队创造性地提出了三明治式Si掺杂方案,并通过精细调控掺杂水平和掺杂势垒的相对位置,实现了对MQW界面质量的显著改善。这种创新方案不仅提升了器件的量子效率,而且显著增强了其可靠性。此外,未掺杂势垒的引入犹如打开了一扇通往更高性能的大门,使得空穴注入势垒降低,有利于空穴向n侧移动,进而使MQW中的载流子分布更加均匀。

这一成果不仅展示了WHU团队在LED技术领域的深厚底蕴和创新能力,更为高效AlGaN基DUV LED的大规模生产开辟了新的道路。三明治状掺杂方案以其独特的优势,有望成为推动DUV LED性能提升和可靠性增强的关键力量。
 

​永霖光电-UVSIS-UVLED紫外线应用专家-独家发布

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