增加具有低覆盖率p-GaN孔注射层的紫外线LED的光提取效率

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 半导体物理 半导体物理
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 紫外线 (UV) 发光二极管 (LED) 对各种应用至关重要,但光提取效率仍然是一个挑战.
• 改善深紫外辐射,特别是在UVB光谱 (280-315nm) 中,需要新的方法来克服内部光学损失.

研究的目的:

• 为了研究超薄低覆盖的p-GaN孔注射岛对UV LED中的光提取的影响.
• 为了实现基于AlGaN的UVBLED在300nm和310nm运行的世界纪录效率.

主要方法:

• 使用顶部表面的p-GaN岛屿制造UV LED.
• 优化p-GaN岛屿参数,包括密度,尺寸,厚度和兴奋剂度.
• 设备性能的表征,重点关注在连续波 (CW) 操作下外部量子效率 (EQE) 和墙塞效率 (WPE).

主要成果:

• 证明了世界纪录的UVB AlGaN紫外线LED在300nm和310nm发射.
• 一个300纳米的设备实现了18.9%的CW外部量子效率 (EQE) 峰值和16.8%的CW壁塞效率 (WPE) 峰值.
• 一个310nm的设备实现了20.3%的CW EQE峰值和15.4%的CW WPE峰值,在高电流密度 (20A/cm2) 中保持了显著的EQE.

结论:

• 超薄的低覆盖率p-GaN岛屿是一种有效的策略,可以增强UVLED中的光提取.
• 优化的p-GaN岛屿方法使UVB AlGaNLED实现了创纪录的性能.
• 这种方法对推进深紫外光电设备技术具有重大前景.