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非等温模型下LED芯片性能与衬底的关系
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:Chinese Journal of Luminescence
  • 时间:2012.6.15
  • 页码:616-623
  • 分类:TN312.8[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206, [2]华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室,北京102206
  • 相关基金:国家自然科学基金-广东省联合重点基金(U1034004);国家杰出青年基金(50825603);中央高校基本科研业务费专项资金(11ZG01)资助项目
  • 相关项目:大功率LED关键热物理问题的基础研究
中文摘要:

发光二极管(LED)中载流子的输运及复合决定了其非均匀的内热源强度及分布.而芯片温度又影响载流子的输运及复合,两者具有强烈的耦合关系。本文利用非等温多物理场耦合模型对以蓝宝石、si及SiC为衬底的LED芯片的内量子效率、光谱特性及光电转换效率进行了系统研究。结果表明:以SiC为衬底的LED芯片具有最小的效率下垂效应(Efficiencydroop)及最高的光谱强度和光电转换效率。这是因为与其他两种衬底的LED芯片相比,以SiC为衬底的LED芯片具有最好的散热性能,因此非均匀温度场对其载流子输运及复合的影响最小,使得活性区中的载流子浓度显著增强,漏电流明显下降。

英文摘要:

The carrier transport and recombination in light-emitting diodes (LEDs) determine the non-uniform intensity and distribution of the internal heat source. The non-uniform temperature field also influences the carrier transport and recombination in LEDs. Thus the carrier transport and recombination are strongly coupled with temperatures. In this paper, the internal quantum efficiency, spectrum characteristic and photoelectric conversion efficiency of LEDs with substrates of sapphire, Si and SiC are systematically studied by a non-isothermal multi-physics-field coupling model. It is shown that the LED with SiC substrate has the smallest efficiency droop effect and exhibits the highest spectrum intensity and photoelectric conversion efficiency, among the LEDs with substrates of sapphire, Si and SiC. This is because the LED with the substrate of SiC has the best thermal dissi- pation capability, thus the non-uniform temperature field has the smallest effect on the carrier transport and recombination, leading to the significantly enhanced carrier concentration in the active region and decreased current leakage.

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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