p-AlGaN/GaN超晶格提升InGaN LED效率：降低电流泄漏与提高注入效率

本文主要探讨了"具有p-AlGaN / GaN超晶格最后量子势垒的InGaN发光二极管的效率增强"这一主题。InGaN发光二极管（LED）在现代照明和显示技术中占据重要地位，然而其效率下降（即效率"droop"现象）一直是制约其性能提升的关键问题。研究者通过引入p-AlGaN / GaN超晶格结构作为最后的量子势垒，实现了显著改善LED效率的目标。 p-AlGaN / GaN超晶格是一种特殊的半导体异质结构，其中包含交替排列的p-type AlGaN层和n-type GaN层。这种结构的作用在于形成一个优化的能量势垒，有助于控制电子和空穴的运动，从而减少电子电流泄漏，这是导致效率下降的主要原因之一。通过优化电子和空穴的传输路径，超晶格能够提高空穴注入效率，这对提高LED的整体发光效率至关重要。 研究团队使用了先进的半导体器件物理模型（APSYS）对三种不同结构的LED进行了深入分析。他们通过测量光电流、内部量子效率（IQE）、能带图、载流子浓度和载流子密度等参数，定量地揭示了超晶格结构如何减小这些关键性能指标的负面影响。光电流的增加表明有更多的光子被转换为电能，而内部量子效率的提升则意味着更多的激发态粒子转化为实际的光辐射，从而提高发光效率。 此外，载流子浓度和密度的变化也是效率提升的重要因素。超晶格结构优化了载流子的分布，使得在工作条件下，电子和空穴的平衡更加稳定，减少了非辐射复合，进一步提升了发光效率。辐射复合是电子和空穴结合并发出光的过程，当这一过程受到抑制时，LED的效能就会提高。 这项研究通过p-AlGaN / GaN超晶格最后量子势垒的应用，成功地减小了InGaN LED的效率下降，这对于LED的性能优化和广泛应用具有重要意义，如在显示屏、照明和通信等领域。未来，这种技术有望推动LED行业的进步，实现更高亮度、更长寿命和更低能耗的固态光源。