能带工程提高绿光 LED 的效率

武汉大学团队通过引入堆叠的最后量子势垒结构，展示了绿光 LED 的载流子注入效率和光电性能的提高。

武汉大学周圣军领导的研究小组报告了堆叠式最后量子势垒 (SLQB) GaN/AlN 层，以实现高效的基于 InGaN 的绿光 (~550 nm) 发光二极管 (LED)。该团队表示，堆叠的最后一层量子势垒结构提高了空穴注入效率并减轻了电子泄漏效应，从而改善了器件性能

III族氮化物LED因其能耗低、色域宽、工作寿命长和紧凑的器件尺寸等优点而备受关注。发射光谱覆盖可见光区域，通过红、绿、蓝三色LED的混色，可以实现全彩Micro-LED显示。通常，In_xGa_1-xN 量子阱中的高铟含量是获得长发射波长的 LED 的先决条件。然而，随着铟含量的增加，存在较高的面内压应力，这导致了强极化场。因此，在绿色区域发射的 InGaN 基 LED 仍然存在量子效率较差的问题，远低于蓝光 LED。

研究人员扩展了能带工程技术在长波长区域的应用，并通过实验和数值研究了 SLQB 对绿光 LED 光电特性的影响。采用SLQB的绿光LED的光输出功率比采用传统GaN量子势垒的LED高35%。模拟结果表明，SLQB/p-GaN 界面处的极化引起的负面电荷可以加速空穴的形成，并且 SLQB 中的 AlN 层有利于空穴注入到有源区的带内隧穿过程。

随着在 SLQB 中引入 AlN 层，电子的有效势垒高度也增加了。由于空穴注入效率的提高和电子泄漏的抑制，SLQB绿光LED的发射效率得到显著提高。

参考资料

'Stacked GaN/AlN last quantum barrier for high-efficiency InGaN-based green light-emitting diodes' by Guoyi Tao et al; Optics Letters, 46(18) 4593-4596, 2021.

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