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俄歇复合、电子泄漏和空穴注入对深紫外发光二极管效率衰退的影响

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发光学报 2021年第7期42卷 897-903页

作者：王玮东楚春双张丹扬毕文刚张勇辉张紫辉河北工业大学电子信息工程学院天津市电子材料与器件重点实验室天津300401 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401

研究了俄歇复合、电子泄漏和空穴注入对深紫外发光二极管(DUV LED)效率衰退的影响。结果表明,当俄歇复合系数从10^(-32) cm^(6)·s^(-1)增大到10^(-30) cm^(6)·s^(-1)时,俄歇复合对效率衰退的影响很小。当俄歇复合系数增大到10^(-29) c... 详细信息

研究了俄歇复合、电子泄漏和空穴注入对深紫外发光二极管(DUV LED)效率衰退的影响。结果表明,当俄歇复合系数从10^(-32) cm^(6)·s^(-1)增大到10^(-30) cm^(6)·s^(-1)时,俄歇复合对效率衰退的影响很小。当俄歇复合系数增大到10^(-29) cm^(6)·s^(-1)时,俄歇复合对效率衰退有显著的影响。然而,对于AlGaN材料而言,俄歇复合系数很难达到10^(-29) cm^(6)·s^(-1)。此外,本研究还发现,即使设置的俄歇复合系数等于10^(-32) cm^(6)·s^(-1),DUV LED的效率衰退依旧随着电子泄漏的增加而增大。因此,这进一步证明了电子泄漏是导致DUV LED效率衰退的主要因素。此外,本工作还证明了空穴注入效率的提高可以有效地抑制DUV LED的效率衰退问题,这主要是由于更多的电子与空穴在量子阱中复合产生了光子,降低了电子从有源区中泄漏的几率。

关键词：深紫外发光二极管俄歇复合电子泄漏空穴注入效率衰退

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InGaAsP/InP双异质结激光器中的增益光谱,阈值电流的温度特性及俄歇复合

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Journal of Semiconductors 1988年第4期 364-372页

作者：李玉璋岳京兴徐俊英郑宝贞汪孝杰庄蔚华中国科学院半导体研究所中国科学院半导体研究所北京

报道了1.3μm InGaAsP/InP双异质结半导体激光器增益光谱和阈值电流的温度特性.实验及分析结果表明,在转折温度T;以上到室温（255K复合电流中俄歇复合起主要作用. 测量了由于俄歇复合引起的0.95μm发射的温度特性并... 详细信息

报道了1.3μm InGaAsP/InP双异质结半导体激光器增益光谱和阈值电流的温度特性.实验及分析结果表明,在转折温度T;以上到室温（255K复合电流中俄歇复合起主要作用. 测量了由于俄歇复合引起的0.95μm发射的温度特性并比较了1.3μm和0.95μm的电发光强度比与俄歇复合寿命τ;与辐射复合寿命τ;之比,同样说明了在T;以上到室温,俄歇复合是主要的损耗机理.应用不同测量方法的两个独立的实验得到了相同的结论.

关键词：增益光谱阈值电流俄歇复合

InGaAsP半导体激光器中能带结构对俄歇复合的影响及其对T0的贡献

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Journal of Semiconductors 1986年第2期 154-163页

作者：郭长志,刘要武北京大学物理系固体能谱研究室北京大学物理系固体能谱研究室上海交通大学应用物理系

本文从理论上分析了InGaAsP半导体激光器中能带结构对俄歇复合的影响及其对T_o的贡献,指出k·P微扰能带不适于描述俄歇复合中的（ⅰ）高能载流子和（ⅱ）低能空穴,赝势能带不适于描述Γ点附近的电子.因而提出改进的能带结构,并用它得出... 详细信息

本文从理论上分析了InGaAsP半导体激光器中能带结构对俄歇复合的影响及其对T_o的贡献,指出k·P微扰能带不适于描述俄歇复合中的（ⅰ）高能载流子和（ⅱ）低能空穴,赝势能带不适于描述Γ点附近的电子.因而提出改进的能带结构,并用它得出带-带间直接俄歇复合过程可以对T_o有主要贡献,其中不排除CHSH过程的存在,但造成T_o小的主要过程是CHCC的明确结论.同时说明采用k·p微扰能带时,由于上述（ⅰ）和（ⅱ）的后果相反而互相抵消,如能带参数取值正确,也可得出大致正确的结论.

关键词：俄歇复合能带结构电子能态 InGaAsP 半导体激光器半导体光激射器

InGaAsP/InP双异质结激光器发射的0.95μm发光带和俄歇复合

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Journal of Semiconductors 1984年第6期 638-645页

作者：庄蔚华郑宝真徐俊英李玉璋许继宗陈培力中国科学院半导体研究所

在1.3μm InGaAsP/lnP DH激光器发射谱中,我们观测到 0.95μm的短波发射带.实验分析表明这一发射带不是由结偏位引起,也不是有源区中导带到自旋轨道分裂价带的复合发光.当温度从200K到300K变化时,这发光带的峰值随温度的变化与经过自吸... 详细信息

在1.3μm InGaAsP/lnP DH激光器发射谱中,我们观测到 0.95μm的短波发射带.实验分析表明这一发射带不是由结偏位引起,也不是有源区中导带到自旋轨道分裂价带的复合发光.当温度从200K到300K变化时,这发光带的峰值随温度的变化与经过自吸收的InP侧向光荧光谱一致.此发光帝的强度与有源区内载流子浓度三次方成正比.这说明此发光带是有源区内俄歇复合产生的高能载流子越过异质结势垒到InP 限制层中的复合发光.

关键词：发光带 GaAsP InGaAsP/InP 发射带俄歇复合激光器光激射器电子器件复合发光

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电场对半导体俄歇复合的影响

发光学报 1975年第6期 48-49页

作者： A.Haug 西德柏林工业大学理论物理第二研究所

半导体的无辐射俄歇复合有时受电场的影响。不仅受外场而且也受内场(表面场,p-n结电场)的影响,因此我们计算了这种场(以均匀场处理)的影响。利用微扰理论,电场中Bloch电子是非微扰系统,而引起Auger跃迁的电子-电子相互作用被认

关键词：电场电磁场俄歇复合

InGaAsP/InP DH光源中的俄歇复合载流子受热和载流子漏泄增强

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半导体光电 1983年第1期 23-24页

作者： R. Lang 夏代川日电光电研究所

对发光二极管的输出饱和进行仔细分析后就能有根据地认为,俄歇复合是1.3μm InGaAsP/Inp DH光源的输出饱和及激光器阈值的温度敏感性高的主要原因。另外,在最近的实验中观察到大量载流子意外地穿过异质结势垒,像载流子受热一样很可能对... 详细信息

对发光二极管的输出饱和进行仔细分析后就能有根据地认为,俄歇复合是1.3μm InGaAsP/Inp DH光源的输出饱和及激光器阈值的温度敏感性高的主要原因。另外,在最近的实验中观察到大量载流子意外地穿过异质结势垒,像载流子受热一样很可能对器件性能也有影响。本文想统一认识这些现象发生的可能性,认为俄歇复合引起载流子受热,继而载流子泄漏增强。如果采用参考文献1的表示法,那末由俄歇过程引起每单位受热体积的产生率P=E;An;,并以速率R向晶格散失。有效能量

关键词：载流子 InGaAsP/InP DH 俄歇复合光源辐射源

观测InGaAsP激光器的俄歇复合及载流子泄漏

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半导体光电 1983年第1期 21-23页

作者： C.B.箦,屈积建 GTE公司

俄歇复合和载流子泄漏已作为InGaAsP激光器和LEDs的温度灵敏性高和内量子效率低的原因而被提出。本文发表了通过测量载流子寿命和自发辐射率而获得辐射和俄歇复合率以及泄漏电流。发现俄歇复合率和泄漏电流强烈地依赖于掺杂程度。使用... 详细信息

俄歇复合和载流子泄漏已作为InGaAsP激光器和LEDs的温度灵敏性高和内量子效率低的原因而被提出。本文发表了通过测量载流子寿命和自发辐射率而获得辐射和俄歇复合率以及泄漏电流。发现俄歇复合率和泄漏电流强烈地依赖于掺杂程度。使用的器件是1.3μm InGaAsP双异质结激光器,其氧化物隔离接触条100μm,有源

关键词：激光器泄漏电流光激射器电子器件俄歇复合 InGaAsP 载流子寿命

镓铟砷/铝铟砷QW LD中俄歇复合及其对T_0的影响

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半导体光电 1998年第6期19卷 356-361页

作者：朴海镇陈辰嘉郭长志北京大学

修正了现行俄歇复合率的公式，并用之分析了晶格匹配ＧａＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ异质材料系统在有无量子尺寸效应情况下的俄歇复合率随载流子浓度和温度变化的行为。发现其阈值电流密度随温度的变化行为可分为特征温度（Ｔ０）不同的相... 详细信息

修正了现行俄歇复合率的公式，并用之分析了晶格匹配ＧａＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ异质材料系统在有无量子尺寸效应情况下的俄歇复合率随载流子浓度和温度变化的行为。发现其阈值电流密度随温度的变化行为可分为特征温度（Ｔ０）不同的相邻两个温区，在较高温区，量子尺寸效应作用不大，在较低温区，量子尺寸效应反而降低了Ｔ０，并对此意外的现象提出初步的解释。

关键词：半导体量子阱激光器俄歇复合特征温度

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准二维钙钛矿发光二极管中俄歇复合对器件稳定性的影响

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准二维钙钛矿发光二极管中俄歇复合对器件稳定性的影响

作者：肖美琴西南大学

学位级别：硕士

金属卤化物钙钛矿兼具无机和有机半导体的优点,成为电致发光领域内备受瞩目的明星材料。随着研究的不断深入,钙钛矿发光二极管(Perovskite Light Emitting Diodes,Pe LEDs)的外量子效率从最初的不足1%迅速提升至20%。然而,钙钛矿材料以... 详细信息

金属卤化物钙钛矿兼具无机和有机半导体的优点,成为电致发光领域内备受瞩目的明星材料。随着研究的不断深入,钙钛矿发光二极管(Perovskite Light Emitting Diodes,Pe LEDs)的外量子效率从最初的不足1%迅速提升至20%。然而,钙钛矿材料以及Pe LEDs器件的不稳定性严重阻碍了其商业化进程。其中,准二维钙钛矿因外量子效率高而成为研究热点,但同样面临器件稳定性问题,而非辐射俄歇复合引发的不稳定性问题尤为突出。这是因为有效的能量转移,引起复合中心的载流子密度急剧富集,提高了俄歇复合发生的几率,导致高电流运行时Pe LEDs器件的效率、亮度以及稳定性均急剧下降。然而,我们注意到激发态与载流子在空间上的分布情况是影响俄歇复合的重要因素。通过调整和优化准二维钙钛矿中的多量子阱结构(Multiple Quantum Wells,MQWs),降低激发态与载流子的空间密度,有望成为抑制准二维Pe LEDs器件中的俄歇复合从而提高稳定性的有效手段。然而这种手段尚未报道。针对上述问题,本论文开展了以下工作:本研究通过引入苯乙基醋酸铵(PEAAc)分子对准二维PEACsPbBr的MQWs结构进行重构,用以解决高载流子密度下俄歇复合引起的器件效率滚降和稳定性差问题。其主要机理是,具有低生产焓且离子半径大小是-NH离子半径两倍的COO会优先与钙钛矿骨架配位,故当COO与Pb位点结合时,由于COO空间位阻的影响,使得PEA取代Cs位点形成小n相的过程受到显著抑制,大n相的形成被促进。通过稳态吸收光谱、瞬态吸收光谱和光致发光光谱测试,证明了上述PEAAc辅助的薄膜中n≥4相的占比提升。同时,为了研究该薄膜中激发态与载流子在空间上的分布,进行了开尔文探针力显微镜和共聚焦激光扫描荧光显微镜等测试。相关结果表明,n≥4相的增加,可以使薄膜中的激发态与载流子在空间上分布更均匀。同时,在优化以后的薄膜中激光强度增大10倍才发生从双光子向三光子转变的过程。然而,我们发现n≥4相的增加使薄膜的激子结合能减小,导致辐射复合效率下降。因此,为了平衡俄歇复合抑制的积极影响和激子结合能降低的消极影响,我们通过调节PEAAc:PEABr的摩尔比调节能级结构,使辐射复合和俄歇复合达到一个平衡点。在最优摩尔比PEAAc:PEABr=1:4.6时,PEACsPbBr薄膜的最大PLQE达到76%,基于该薄膜的Pe LEDs的L和EQE分别为～29942 cd/m和20.2%。它是当时报道的非钝化PEACsPbBr体系中效率最高的Pe LEDs。同时,Pe LEDs器件的效率滚降显著减缓,其滚降阈值达到了3.51m A/cm。最后,在初始亮度为100 cd/cm下,优化器件测得的最大发光亮度和最大外量子效率的半衰期值都提高了～10倍。综上所述,该策略不但为优化准二维钙钛矿薄膜的MQWs结构提供了一种可行性方法,还为抑制该结构中的俄歇复合从而提升Pe LEDs器件稳定性提供了一条有探索价值的思路。首次将不同n相的分布比例与俄歇复合与Pe LEDs器件的稳定性能联系起来,进一步推进了Pe LEDs器件的商业化进程。

关键词：俄歇复合 MQWs结构苯乙基醋酸铵准二维钙钛矿发光二极管的稳定性