InGaN/GaN超晶格增强InGaN发光二极管发光效率的研究

本文主要探讨了InGaN/GaN超晶格垒层在InGaN发光二极管（LEDs）中的应用，以提升其发光性能。研究者设计了一种创新的结构，将InGaN/GaN超晶格作为MQW LED的新型壁垒，取代了传统上p-GaN和n-GaN附近的GaN垒层。通过数值模拟的方法，深入分析了两种不同结构的LEDs，包括光功率-电压（L-V）曲线、电致发光（EL）谱、能带图、电子浓度分布以及辐射复合速率。 结果显示，当InGaN/GaN超晶格替换n-GaN附近的GaN垒层时，LED的发光强度相较于替换p-GaN附近的结构有显著提高。这一现象归因于InGaN/GaN超晶格的优势，它能够优化电子注入过程并增强辐射复合速率。超晶格结构的独特性质使得电子在能带中的迁移更有效，减少了非辐射复合，从而释放出更多的光子，导致整体发光效率的提升。 此外，该研究还采用了数值模拟技术，这是一种精确预测半导体器件行为的重要工具。通过这种方法，研究人员能够定量评估不同设计对LED性能的影响，这对于LED的设计和优化具有重要意义。文章的关键点在于理解InGaN/GaN超晶格如何改善电子传输和激发过程，以及如何通过改变垒层结构来优化LED的性能。 这篇论文不仅提供了实验验证的理论依据，还为InGaN/GaN LED的进一步发展提供了一种新的设计策略，有望推动LED技术在照明、显示和其他光电器件领域的应用。这项研究对于提高LED的亮度、颜色纯度和能源效率具有重要的实际价值。