408nm InGaN/GaN LED的材料生长及器件光学特性

通过提高InGaN量子阱结构的生长温度,降低量子阱In组分的掺入效率,提高InGaN/GaN量子阱结构生长质量,缩短LED输出波长等手段,实现了紫光LED高效率输出.采用高分辨率X射线双晶衍射、扫描隧道显微镜和光致发光谱技术研究了高温生长InGaN/GaN多量子阱的结构和光学特性.封装后的300μm×300μm LED器件在20mA的注入电流下输出功率为5.2mW,输出波长为408nm.     

408nm InGaN/GaN LED的材料生长及器件光学特性

通过提高InGaN量子阱结构的生长温度,降低量子阱In组分的掺入效率,提高InGaN/GaN量子阱结构生长质量,缩短LED输出波长等手段,实现了紫光LED高效率输出.采用高分辨率X射线双晶衍射、扫描隧道显微镜和光致发光谱技术研究了高温生长InGaN/GaN多量子阱的结构和光学特性.封装后的300μm×300μm LED器件在20mA的注入电流下输出功率为5.2mW,输出波长为408nm.     

InGaN/AlGaN双异质结绿光发光二极管

报道了用LP-MOVPE技术在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上生长出以双掺Zn和Si的InGaN为有源区的绿光InGaN/AlGaN双异质结结构,并研制成功发射波长为520-540nm的绿光LED     

InGaN/GaN单量子阱绿光发光二极管

采用金属有机物气相外延方法,研制了InGaN/GaN单量子阱结构的绿光发光二极管.测量了其电致发光光谱,及发光强度与注入电流的关系.室温20mA的注入电流时,发光波长峰值为530nm,半高宽为30nm.注入电流小于40mA时,发光强度随注入电流单调递增     

InGaN/GaN单量子阱绿光发光二极管

采用金属有机物气相外延方法,研制了InGaN/GaN单量子阱结构的绿光发光二极管.测量了其电致发光光谱,及发光强度与注入电流的关系.室温20mA的注入电流时,发光波长峰值为530nm,半高宽为30nm.注入电流小于40mA时,发光强度随注入电流单调递增.     

生长温度对InGaN/GaN多量子阱LED光学特性的影响

利用低压MOCVD系统,在蓝宝石衬底上外延生长了InGaN/GaN多量子阱蓝紫光LED结构材料.研究了生长温度对有源层InGaN/GaN多量子阱的合金组分、结晶品质及其发光特性的影响.结果表明当生长温度从730℃升到800℃时,LED的光致发光波长从490nm移到380nm,室温下PL谱发光峰的半高全宽从133meV降到73meV,表明了量子阱结晶性的提高.高温生长时,PL谱中还观察到了GaN的蓝带发光峰,说明量子阱对载流子的限制作用有所减弱.研究表明,通过改变生长温度可以对LED发光波长及有源层InGaN的晶体质量实现良好的控制.     

LP—MOCVD生长InGaN及InGaN／GaN量子阱的研究

利用MOCVD系统在Al2O3衬底上生长InGaN材料和InGaN/GaN量子阱结构材料，研究发现InGaN材料中In组份几乎不受TMG与TMI的流量比的影响，而只与生长温度有关，生长温度由800℃降低到740℃，In组份的从0.22增加到0.45；室温InGaN光致发光光谱（PL）峰全半高宽（FWHM）为15.5nm;InGaN/GaN量子阱区InGaN的厚度2nm，但光荧光的强度与100nm厚InGaN的体材料相当。     

背势垒对InAlN/GaN异质结构中二维电子气的影响

利用有效质量理论自洽求解Poisson和Schrdinger方程理论研究了背势垒插入层对InAlN/GaN晶格匹配异质结构的电学性能的影响。研究表明,对于In0.17Al0.83N/AlN/GaN的异质结构,AlN的临界厚度为2.43 nm。此时,异质结中二维电子气(2DEG)浓度达到2.49×1013 cm-2,且不随势垒层厚度的变化而变化。重点模拟研究了具有背势垒的InAlN/AlN/GaN/AlGaN/GaN和InAlN/AlN/GaN/InGaN/GaN两种结构的能带结构和2DEG的分布情况。理论结果表明,采用AlGaN背势垒结构时,对于AlGaN的任意Al组分,GaN沟道层导带底能量均被抬升,增强了AlN/GaN三角势阱对2DEG的限制作用,提高了电子迁移率。采用InGaN/GaN作为背势垒结构,当InGaN厚度为2或3 nm时,三角势阱中的2DEG随InGaN中In组分的增加先升高后降低,这主要是由于GaN/InGaN界面处产生的正极化电荷的影响,引起电子在AlN/GaN三角势阱和InGaN/GaN势阱之间的分布变化。     

MOCVD生长InGaN合金的表面形貌与光学性质研究

基于X射线衍射和原子力显微分析,研究了MOCVD生长的InGaN合金的表面形貌和光致发光光谱。结果发现本实验所用InGaN合金样品表面形貌呈现类花生状微结构团簇,纳米尺度较小的球状富铟InGaN颗粒附着在较大颗粒上;X射线衍射数据计算得微晶粒度折合当量直径约23nm。原子力显微测量得典型的微结构团簇横向宽度约400nm-900nm,表面粗糙度在所选择的6．430μm区域内方均根值为11．52nm,3．58μm区域内方均根值为8．48nm。在室温下用325nm连续激光激发测得样品的表面发光光谱,结果显示光致发光光谱出现多峰结构,其主要发光峰峰值波长分别位于569nm、532nm和497nm。理论计算分析认为发光光谱多峰结构可能是由于InGaN／GaN异质结构形成的F-P垂直腔中多光束干涉调制效应造成的,同时InGaN合金的尺度和组分涨落导致较宽的发光峰。研究结果对设计GaN基半导体光电子器件具有一定的参考价值。     

极化效应对氮化镓型LED性能影响分析北大核心

对氮化镓(InGaN/GaN)型MQW(多量子阱)结构的蓝宝石衬底LED(发光二极管)受自发和压电极化效应的影响进行了研究。为了分析LED的输出特性,利用MATLAB软件对传统水平结构的InGaN/GaN型MQW蓝光LED芯片进行了模拟。研究表明,LED各个界面极化电荷同比例增加能稍微改善LED的电学特性,但却显著降低了LED的光输出功率和内量子效率,这主要是由于界面电荷改变了能带结构,阻碍了空穴的扩散与漂移,降低了辐射复合系数。可以通过改变位错密度来降低极化电荷对LED的影响,改善LED的性能。     

InGaN/AlGaN双异质结绿光发光二极管

报道了用 LP- MOVPE技术在蓝宝石 ( α- Al2 O3)衬底上生长出以双掺 Zn和 Si的 In Ga N为有源区的绿光 In Ga N/Al Ga N双异质结结构 ,并研制成功发射波长为 52 0— 540 nm的绿光LED.     

影响白光数码管光学性能的研究

通过分析LED封装材料中固晶胶对白光的影响,给出了不同固晶胶对白光LED光衰的效果图;通过分析荧光粉对白光LED光性能的影响,给出了用同一成分荧光粉加不同波长蓝光芯片形成的CCT/Ra关系图、同一波长蓝光芯片加不同成分荧光粉CCT/Ra关系图和蓝光芯片激发下荧光粉的相对亮度随温度的变化;通过分析配粉胶对白光LED光性能的影响,给出了不同折射率硅胶封装的白光LED光衰情况和膜清洗后不同折射率硅胶封装的白光LED光衰情况影响。从而可以依据光性能的需要,选择相应封装材料,并进行白光LED的封装设计与制造。     

基于纳米球镜光刻的选区生长的光子晶体提高InGaN LED光提取效率的研究

We report a new method for the fabrication of two-dimensional photonic crystal(PhC) hole arrays to improve the light extraction of GaN-based light-emitting diodes(LEDs).The PhC structures were realized using nanospherical-lens photolithography and the selective-area epitaxy method,which ensured the electrical properties of the LEDs through leaving the p-GaN damage-free.At a current of 350 mA,the light output power of LEDs with PhC hole arrays of 450 nm and 600 nm in diameter with the same lattice period of 900 nm were enhanced by 49.3% and 72.2%,respectively,compared to LEDs without a PhC.Furthermore,the LEDs with PhC hole structures showed an obviously smaller divergent angle compared with conventional LEDs,which is consistent with the results of finite-difference time-domain simulation.     

一体化封装LED结温测量与发光特性研究

基于一体化封装基板,制备了大功率白光LED。以低热阻的一体化封装基板为基础,设计了结温测量系统。利用光谱仪测得不同结温下LED的光电参数,并对其机理进行了分析。在工作电流为0.34A,所研究温度范围为10.8～114.9℃。实验结果表明,一体化封装的LED结温与正向电压、光通量、光效和色温有着良好的线性关系;结温的变化对主波长及色坐标影响甚微;结温的上升导致蓝光段强度下降且光谱发生红移,黄光段强度上升且光谱发生宽化,峰值波长由450nm转为550nm。     

分光法测量LED颜色的不确定度分析

分析了分光法测试发光二极管(LED)颜色的测量不确定度,着重分析了光谱功率分布测量不确定度和波长不确定度对颜色测量的不确定度影响,给出了几种典型LED的分析结果,结果表明,5%的光谱功率分布测量不确定度和0.5 nm的波长不确定度在一般情况下可以满足精度要求为0.001的LED颜色测量.     

超高亮度InGaN单量子阱结构绿色LED

发光强度为１２ｃｄ的超高亮度绿色ＩｎＧａＮ单量子阱（ＳＱＷ）结构发光二极管已研制成功。该器件的输出功率、外量子效率、峰值波长和光谱半宽在正向电流２０ｍＡ下分别为３ｍＷ、６．３％、５２０ｎｍ和３０ｎｍ。这种绿色ＩｎＧａＮ单量子阱发光二极管的Ｐ－Ａｌ－ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ｎ－ＧａＮ是用ＭＯＣＶＤ方法生长在蓝宝石衬底上。     

380‐nm Ultraviolet Light‐Emitting Diodes with InGaN/AlGaN MQW Structure

In this paper, we demonstrate the capabilities of 380‐nm ultraviolet (UV) light‐emitting diodes (LEDs) using metal organic chemical vapor deposition. The epi‐structure of these LEDs consists of InGaN/AlGaN multiple quantum wells on a patterned sapphire substrate, and the devices are fabricated using a conventional LED process. The LEDs are packaged with a type of surface mount device with Al‐metal. A UV LED can emit light at 383.3 nm, and its maximum output power is 118.4 mW at 350 mA.     

Color rendering and luminous efficacy of trichromatic and tetrachromatic LED-based white LEDs

White light-emitting diode (LED) spectra for general lighting should be designed for high luminous efficacy as well as good color rendering, which are generally in a trade-off relationship. White LEDs have uncountable metameres, they have different luminous efficacy and color rendering. Appropriate designed trichromatic and tetrachromatic LED-based white LEDs are presented that have acceptable color rendering as well as good luminous efficacy. Triachromatic white LEDs, with a wavelength combination of 460, 540, and 615 nm, offer high general color rendering index exceeding 89, and luminous efficacy 336 lm/W. The general color rendering index of tetrachromatic LED-based white LEDs combined from 460, 525, 590, and 640 nm is 95, the luminous efficacy is 306 lm/W. Further analysis shows the changing trends of the luminous efficacy, color rendering and the chromaticity coordinate of the optimized trichromatic and tetrachromatic white LEDs depending on the wavelength shift of the primary LEDs. For the optimized trichromatic white LEDs, both the luminous efficacy and color rendering change more with the wavelength shifts of the primary red LEDs than with the wavelength shifts of the blue and green LEDs. For the optimized tetrachromatic white LEDs, the changes of the luminous efficacy caused by the wavelength shifts of one red LED are smaller than the changes of trichromatic white LEDs. And the wavelength shifts of the red primary LED that have shorter wavelength affect the color rendering more than the other primary LEDs. The wavelength shifts of the blue primary LED change the chromaticity coordinate of the white LEDs more. The small changes of the chromaticity coordinate of the white LED do not mean small changes of the k and R_a.     

复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管

采用光学薄膜理论中干涉矩阵模型计算了峰值波长为630nm的AlGaInP红光LED的Al0.6Ga0.4As/AlAs材料的常规DBR和复合DBR的反射谱特性,用LP-MOCVD方法生长了模拟设计的DBR结构,测量了其白光反射谱,实验与模拟结果基本符合.制备了采用Al0.6Ga0.4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2.3mW,外量子效率为5.6%,发光效率可达12 lm/W,比常规DBR器件提高了35%.验证了复合DBR与常规DBR相比,可以大幅度提高AlGaInP红光LED的出光效率.     

p-AlGaN/GaN超晶格做p型层350 nm紫外AlGaN基LED

使用p-AlGaN/p-GaN SPSLs作为LED的p型层,在蓝宝石衬底上生长出发光波长为350 nm的AlGaN基紫外LED。[JP+1]由于AlGaN/GaN超晶格的极化效应,使得Mg受主的电离能降低,大幅提高了器件的光学和电学性能。在工作电流为350 mA下发光亮度达到了22.66 mW,相应的工作电压为3.75 V,LEDs的光功率满足了实际应用需求。