摘要：Si基ingan材料因其高电子迁移率,高抗辐射,带隙可调等光电特性,在可见光通信领域展现出良好的潜力。但其发展依旧面临着材料位错密度高、器件性能差及集成度低等问题。为了解决上述问题,研究人员在材料性能,器件设计与集成等方面开展系统地研究并取得了重要进展。本文从材料位错密度调控、器件结构设计与器件集成3个方面讨论了Si基ingan可见光器件的研究进展及面临的问题,并展望了其发展前景。

摘要：采用数值模拟的方法,研究了 p 层空穴浓度和厚度对不同铟组分 ingan p-i-n 同质结太阳电池性能的影响规律及其内在机理.模拟计算的结果显示:随着 p 层空穴浓度和厚度的增加,太阳电池的转换效率均呈先增加、后略微下降的趋势;而且铟组分越高, p 层空穴浓度和厚度的影响越大.为更好地理解这一规律,本文从太阳电池的收集效率、I-V 特性、内建电场和载流子输运等方面分析,阐述了其背后的物理机理;研究结果对 ingan 太阳电池的结构设计及实验制备有一定的理论指导意义.

摘要：通过模拟仿真对双波长堆叠的c面ingan/GaN多量子阱(MQWs)发光二级管的载流子浓度、自发辐射复合率以及极化电场等进行了研究。结果表明,通过调节双波长堆叠的ingan多量子阱的阱层和垒层厚度,可调控载流子特别是空穴在量子阱有源区的分布,实现双波长发光峰比例调制。进而考察了在相同外延条件下生长的半极性面ingan/GaN堆叠量子阱LED的发光特性。在此基础上,提出基于多波长堆叠ingan/GaN多量子阱结构的c面和{1011}或{1122}半极性面混合的单芯片白光LED设计方案,通过调节c面发光光谱在混合光谱中的比例,可获得覆盖大部分可见光波段、色温从4500~9000 K可调、且显色指数最高可达91.3的白光。

摘要：对基于ingan/GaN量子阱的蓝绿双波长发光二极管的材料生长和发光性质进行了研究.通过设计生长多组具有不同参量的外延结构,获得了优化的双波长量子阱结构参量,指出量子阱位置的分布、蓝绿阱间垒的宽度以及材料构成对量子阱发光性能均有较大影响.对双波长发光二极管器件光学性质进行了研究,结果表明,ingan/GaN量子阱发光更依赖于In团簇形成的局域激子发光,从而导致了小电流下的反常光学现象.通过数值计算材料内部极化场的强度,对波长漂移的原因进行了解释,并通过双波长发光效率拟合分析了发光二极管"droop"效应可能的产生机理.

摘要：基于Ⅲ族氮化物材料的Micro LED显示亟需高性能的ingan基红光LED。本工作利用极化工程构建了组分渐变ingan作为最后量子垒层(Last quantum barrier,LQB)的氮极性ingan基红光LED。数值模拟研究表明,氮极性ingan基LED中相反的极化电场可有效增强量子阱对载流子的限制能力,并降低器件开启电压。重要的是,氮极性ingan基LED中,组分渐变ingan LQB层和p-GaN界面处会同时形成电子和空穴势阱,从而形成高效的辐射发光,进而有效提升ingan基红光LED的发光性能。本工作为高效ingan基红光LED结构设计和器件制备提供了新思路。

摘要：为了实现半导体微盘激光器的单模面发射 ,设计了一种以ingan多量子阱为有源层 ,GaN外延层为覆盖层的半导体微盘激光器。通过对GaN覆盖层进行图形刻蚀 ,可以对不同的角模式进行有选择的增益 ,由此实现选模。用有效增益因子加电介质盘的模型对实际微盘结构进行简化 ,并根据此模型计算微盘内的场分布和盘外的远场分布 ,并进一步计算有效增益因子。分析表明 ,这种结构能够实现m =1角模式的面发射。

摘要：ingan/GaN量子阱太阳能电池在扩宽氮化物半导体太阳能电池光谱响应和提高电池效率方面有较大优势,近几年来受到了广泛关注.本文回顾了ingan/GaN量子阱电池发展历程,论述了量子阱区域结构设计和外界条件对ingan/GaN量子阱电池效率的影响,介绍了为提高ingan/GaN量子阱电池效率所进行的关键工艺技术研究,总结了实现高效ingan/GaN量子阱电池需要解决的问题和可能解决方案,为高效ingan/GaN量子阱电池的实现提供参考.

摘要：设计了中心波长为520 nm的AlGaInN/ingan应变补偿分布布拉格反射镜(DBR)结构,通过调节组分参数实现应变补偿,使DBR整体应变为0,采用传输矩阵法,计算了Al_(0.7)Ga_(0.3-x)In x N/ingan DBR、Al_(0.8)Ga_(0.2-x)In x N/ingan DBR、Al_(0.9)Ga_(0.1-x)In x N/ingan DBR的反射光谱。通过对DBR结构参数进行对比,优化了其结构和反射性能。首先对比高低折射率层生长顺序,发现对于Al_(0.8)Ga_(0.14)In_(0.06)N/In_(0.123)Ga_(0.877)N DBR,先生长高折射率层时,反射率高达99.61%,而先生长低折射率层时,反射率仅为97.73%;然后对比奇数层DBR和偶数层DBR,发现两者的反射谱几乎重合,没有显著区别;通过研究DBR对数对反射率的影响,发现对数在20~30对时,反射率随着对数的增加明显上升,30~40对时反射率增长缓慢;最后研究了材料组分对反射谱的影响,发现Al组分高的DBR折射率差大,反射性能更优,而相同Al组分的AlGaInN中In含量越低反射率越高。考虑到DBR制备过程中可能出现的厚度和组分偏差,模拟了厚度和组分出现偏差时反射谱的变化,发现高低折射率层厚度每增加或减少1 nm,反射谱红移或蓝移4~5 nm;而组分的偏差使高反射带带宽和中心波长处反射率发生明显变化。本文的研究为AlGaInN/ingan DBR的设计和制备提供了一定的理论参考。

摘要：设计了ingan/GaN超晶格垒层替代p-GaN和n-GaN附近传统GaN垒层的ingan/GaN多量子阱(MQW)发光二极管(LEDs)结构。通过数值方法模拟出两种LED结构的光功率-电压(L-V)曲线、电致发光(EL)谱、能带图、电子浓度分布和辐射复合速率。结果表明ingan/GaN超晶格替代n-GaN附近GaN垒层的LED结构比替代p-GaN附近GaN垒层的LED显示出更高的发光强度。这种发光增强的原因是ingan/GaN超晶格替代n-GaN附近GaN垒层可以提高电子注入效率和辐射复合速率。

摘要：ingan绿光LED的量子阱结构具有较高的In含量,InN与GaN之间较大的晶格失配度使得该结构的稳定性下降。由于量子阱结构生长完成之后的p型GaN的生长温度要远高于量子阱结构生长温度,因此,p型GaN的生长过程对多量子阱质量有重大影响。论文探讨了p型GaN的生长温度与厚度对绿光LED的材料结构及器件性能的影响。研究发现,p-GaN过高的生长温度和过大的厚度都能加剧多量子阱结构中In组分的波动,使得发光峰宽化,同时降低绿光量子阱的发光效率。论文据此提出了优化的p型GaN生长温度与厚度,探讨了量子阱保护层对ingan绿光LED性能的影响,该结构有利于增强绿光LED发光波长的稳定性。