Atualmente, o aprimoramento do desempenho dos LEDs GaN tradicionais enfrenta vários gargalos, como a queda de eficiência e o mau contato do GaN do tipo p. Este trabalho propõe uma estrutura de LED invertido baseado em GaN com polaridade de gálio e junção túnel (Tunnel Junction, TJ), onde a camada do tipo p está abaixo e a camada do tipo n está acima (TJ-Inversion LED). Em comparação com os LEDs GaN tradicionais de polaridade de gálio, a potência de saída óptica do TJ-Inversion LED aumentou 64%, a eficiência quântica interna máxima foi de 67,8% e o efeito droop a 400 A/cm² foi reduzido em apenas 5,6%. Estudos de simulação mostram que o TJ-Inversion LED, ao alterar a direção da corrente, faz com que o campo elétrico aplicado seja oposto ao campo de polarização, reduzindo o campo do poço quântico, aumentando a sobreposição das funções de onda de elétrons e lacunas e a taxa de recombinação radiativa, aliviando efetivamente o problema da queda de eficiência causada pelo forte campo de polarização. Este trabalho oferece uma nova perspectiva para o design de LEDs de alto desempenho baseados em GaN.

GaN;polaridade de gálio;LED invertido;junção túnel