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Si(110)和Si(111)衬底上制备InGaN/GaN蓝光发光二极管
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN304.23[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]南京信息工程大学物理与光电工程学院,南京210044, [2]南京大学电子科学与工程学院,江苏省光电信息功能材料重点实验室,南京210093, [3]南京晓庄学院生物化工与环境工程学院,南京211171
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金(批准号:21203098,2013g130)和南京信息工程大学校科研启动基金(批准号:2013x023)资助的课题.
中文摘要:

分别在Si(110)和Si(111)衬底上制备了InGaN/GaN多量子阱结构蓝光发光二极管(LED)器件.利用高分辨X射线衍射、原子力显微镜、室温拉曼光谱和变温光致发光谱对生长的LED结构进行了结构表征.结果表明,相对于Si(111)上生长LED样品,Si(110)上生长的LED结构晶体质量较好,样品中存在较小的张应力,具有较高的内量子效率.对制备的LED芯片进行光电特性分析测试表明,两种衬底上制备的LED芯片等效串联电阻相差不大,在大电流注入下内量子效率下降较小;但是,相比于Si(1111上制备LED芯片,Si(1101上LED芯片具有较小的开启电压和更优异的发光特性.对LED器件电致发光fEL)发光峰随驱动电流的变化研究发现,由于Si(110)衬底上LED结构中阱层和垒层存在较小的应力/应变而在器件中产生较弱的量子限制斯塔克效应,致使Si(110)上LED芯片EL发光峰随驱动电流的蓝移量更小.

英文摘要:

In this paper, InGaN/GaN multiple quantum-well blue light emitting diodes (LEDs) are successfully grown on Si(110) and Si(111) substrates. The micro-structural properties of the LEDs are characterized by means of high- resolution X-ray diffraction, atomic force microscopy, Raman spectra, and temperature dependent photoluminescence measurements. The results show that the sample on Si(110) substrate exhibits the high crystal quality, weak tensile strain, and large internal quantum efficiency. The optoelectronic properties of the LED devices are also investigated. The I-V curves indicate that the LED devices fabricated on Si(110) and Si(111) substrates have similar series resistances and low reverse leakage currents, but the LED devices fabricated on Si(110) substrate possess lower turn-on voltages. The relationship between light output intensity and injection current suggests that the LED device fabricated on Si(110) substrate has a strong light output efficiency. The study on the variation of spectral peak energy with injection current of the LED device reveals that LED device on Si(110) substrate presents a smaller spectral shift range when increasing the injection current. And the smaller spectral shift range reflects the weak quantum-confined Stark effect in the device, which can he attributed to the high crystal quality and weak strain between well layer and barrier film in the LED sample grown on Si(110).

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:49876