기존 AlGaN 기반 발광다이오드의 좁은 스펙트럼 한계를 극복하기 위해 본 논문에서는 능동 영역 구조를 설계하여 성공적으로 AlGaN 기반 광대역 LED를 제작하였다. 본 연구는 양자우물의 발광과 p형 AlGaN 층의 결함 발광을 균형 있게 조절하여 스펙트럼 확장을 달성하였다. 실험 결과, c축을 따라 Al 조성이 증가하는 양자우물은 능동 영역의 p측 근처에 유효 장벽을 형성할 수 있음이 확인되었다. 이 장벽은 양자우물로 주입되는 정공을 감소시키고, 능동 영역 내 복사 재결합을 약화시키며, 다수의 정공을 p형 층에 가둬 더 넓은 스펙트럼의 결함 발광을 강화하여 전체 방출 스펙트럼을 확장시킨다. 고농도 Al 조성 양자우물의 추가 도입은 스펙트럼 확장에 제한적인 기여를 하며, 주로 고장벽으로서 다중 양자우물 내에서 캐리어 주입과 분포에 영향을 미친다. 최종적으로 c축을 따라 양자우물의 Al 조성이 점차 증가하고 각 Al 조성마다 단일 양자우물이 설계된 소자는 최적의 광대역 성능을 보였으며, 전기발광 스펙트럼의 반치폭은 약 41.4 nm였다. 또한 본 연구는 해당 소자를 빔 결합기와 결합하여 260 nm부터 400 nm 파장대를 커버하는 자외선 광원 시스템을 시연하였으며, 스펙트럼 범위 확장과 시스템 통합 복잡도 감소에 효과적임을 입증하였다. 본 연구는 구조가 콤팩트하고 스펙트럼 맞춤형 고급 자외선 광원 시스템 개발의 견고한 기초를 마련하여 자외선 광원의 실용화 진전을 촉진할 것이다.

광대역; 자외선 광원; AlGaN; LED; 다중 양자우물