Diodo emisor de luz amarilla de alta luminosidad basado en heterounión con un solo microhilo de óxido de zinc dopado con galio

XU Hai-ying ,  

LIU Mao-sheng ,  

JIANG Ming-ming ,  

MIAO Chang-zong ,  

WANG Chang-shun ,  

KAN Cai-xia ,  

SHI Da-ning ,  

摘要

Los dispositivos emisores de luz visible basados en estructuras micro y nano de baja dimensión de semiconductores, especialmente las fuentes de luz amarillo-verde en la banda de 500 ~ 600 nm, debido a su alta eficiencia luminosa, larga vida útil y bajo consumo de energía, tienen un amplio valor en aplicaciones en pantallas de ultra alta resolución y iluminación, sensores de moléculas individuales e imágenes. Debido a las serias limitaciones en la preparación de materiales emisores, la estructura del dispositivo y los problemas de "Green/yellow gap" y el "efecto droop" en dispositivos emisores amarillo-verde de baja dimensión y alto rendimiento, el desarrollo y aplicación de dispositivos emisores amarillo-verde basados en micro y nano estructuras se ven muy afectados. En este trabajo, se construyó un diodo emisor de luz amarillo con una heterounión basada en un solo microhilo de óxido de zinc dopado con galio (ZnO:Ga) y un sustrato p-InGaN, con una longitud de onda de salida alrededor de 580 nm y un ancho a media altura de aproximadamente 50 nm. Con el aumento de la corriente de inyección, la posición del pico y el ancho a media altura del espectro prácticamente no cambiaron, y no se observó el efecto Stark cuántico común en fuentes de luz basadas en InGaN. Las coordenadas de color correspondientes al dispositivo se mantuvieron siempre dentro del dominio del color amarillo. Lo que es más importante, la eficiencia cuántica externa del dispositivo no mostró una disminución considerable bajo inyección de corriente alta. Combinando el espectro de fotoluminiscencia del microhilo ZnO:Ga y de InGaN, así como la teoría de la banda energética de la heterounión n-ZnO:Ga/p-InGaN, se puede inferir que la emisión del dispositivo proviene de la recombinación radiativa de portadores en la interfaz entre el microhilo de ZnO:Ga y la región de unión de InGaN, y el efecto droop está claramente suprimido. Los resultados experimentales muestran que la heterounión n-ZnO:Ga microhilo/p-InGaN puede ser utilizada para fabricar diodos emisores de luz amarilla de baja dimensión de alto rendimiento y alta luminosidad.

关键词

diodo emisor de luz amarilla; microhilo de óxido de zinc dopado con galio; InGaN; eficiencia cuántica externa; efecto droop

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