В настоящее время традиционные GaN-светодиоды сталкиваются с рядом ограничений в повышении производительности, таких как снижение эффективности и плохой контакт p-типного GaN. В данной работе предложена структура инвертированного GaN-светодиода с гаэлектрической полярностью и туннельным переходом (Tunnel Junction, TJ), где p-типной слой находится снизу, а n-типной сверху (TJ-Inversion LED). По сравнению с традиционными GaN LED с гаэлектрической полярностью, выходная оптическая мощность TJ-Inversion LED увеличена на 64%, максимальный внутренний квантовый выход составил 67,8%, а эффект снижения (droop) при 400 A/cm² уменьшился всего на 5,6%. Моделирование показало, что TJ-Inversion LED, изменяя направление тока, делает внешнее электрическое поле противоположным поляризационному, снижая поле квантовой ямы, повышая перекрытие волновых функций электронов и дырок, а также коэффициент радиативной рекомбинации, эффективно уменьшая снижение эффективности, вызванное сильным поляризационным полем. Работа предлагает новый подход к проектированию высокопроизводительных GaN-светодиодов.

GaN;гаэлектрическая полярность;инвертированный LED;туннельный переход