현재 전통적인 GaN LED의 성능 향상은 효율 저하, p형 GaN 접촉성이 나쁨 등 여러 가지 한계에 직면해 있다. 본 연구에서는 p형 층이 아래에 있고 n형 층이 위에 위치하며 터널 접합(Tunnel Junction, TJ)을 갖는 갈륨 극성 GaN 기반 역 LED 구조(TJ-Inversion LED)를 제안하였다. 기존 갈륨 극성 GaN LED와 비교하여 TJ-Inversion LED의 광 출력 전력은 64% 향상되었고, 최대 내부 양자 효율은 67.8%이며, 400 A/cm²에서 드룹(droop) 현상은 단 5.6% 감소하였다. 시뮬레이션 연구에 따르면 TJ-Inversion LED는 전류 흐름 방향을 바꿈으로써 외부 전기장이 분극장 방향과 반대가 되어 양자 우물의 전기장을 감소시키고, 전자와 정공의 파동 함수 중첩도 및 방사성 재결합률을 증가시켜 강한 분극장으로 인한 효율 감소 문제를 효과적으로 완화한다. 본 연구는 고성능 GaN 기반 LED 설계에 새로운 아이디어를 제공한다.

GaN;갈륨 극성;역 LED;터널 접합