检索结果-内蒙古大学图书馆

半导体发光前沿技术研究和产业化——访南昌大学国家硅基led工程技术研究中心江风益院士

微纳电子与智能制造 2021年第3期3卷 1-3页

作者：张莹江风益不详南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

led光效提高对于节能减排效益将是显著的,在能源、信息、材料、健康、农业等领域均有广阔的应用前景。尽管可见光led进展喜人,但光效发光不平衡,还有大量的科学技术问题亟待解决。国内led先进技术水平与国际相比,原创性基础发明专利较少... 详细信息

led光效提高对于节能减排效益将是显著的,在能源、信息、材料、健康、农业等领域均有广阔的应用前景。尽管可见光led进展喜人,但光效发光不平衡,还有大量的科学技术问题亟待解决。国内led先进技术水平与国际相比,原创性基础发明专利较少,引领性基础研究成果不多《。微纳电子与智能制造》邀请到南昌大学国家硅基led工程技术研究中心江风益院士,就半导体发光研究前沿技术和产业化领域进行采访。红光Micro-led光效领先其他材料体系,有望在新型微显示器件市场进行应用,未来江院士团队将研究与元宇宙VR技术结合起来、实现红光Micro-led批量应用。就如何从基础研究走到产业化的问题,江院士建议大力加强创新链各环节的有组织活动,整合人力、物力、财力等多种有效资源,建立快速反馈的企业化科教融合机制,有利于科教人员准确判断科技突破的方向,同时也是基础研究走向产业化的重要保障。

关键词：半导体发光基础研究成果先进技术水平工程技术研究中心科教融合发明专利智能制造 VR技术

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p层空穴浓度及厚度对InGaN同质结太阳电池性能的影响机理研究

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物理学报 2019年第19期68卷 209-217页

作者：潘洪英全知觉南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

采用数值模拟的方法,研究了 p 层空穴浓度和厚度对不同铟组分 InGaN p-i-n 同质结太阳电池性能的影响规律及其内在机理.模拟计算的结果显示:随着 p 层空穴浓度和厚度的增加,太阳电池的转换效率均呈先增加、后略微下降的趋势;而且铟组分... 详细信息

采用数值模拟的方法,研究了 p 层空穴浓度和厚度对不同铟组分 InGaN p-i-n 同质结太阳电池性能的影响规律及其内在机理.模拟计算的结果显示:随着 p 层空穴浓度和厚度的增加,太阳电池的转换效率均呈先增加、后略微下降的趋势;而且铟组分越高, p 层空穴浓度和厚度的影响越大.为更好地理解这一规律,本文从太阳电池的收集效率、I-V 特性、内建电场和载流子输运等方面分析,阐述了其背后的物理机理;研究结果对 InGaN 太阳电池的结构设计及实验制备有一定的理论指导意义.

关键词：数值模拟 InGaN 同质结太阳电池

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热退火处理对AuGeNi/n-AlGaInP欧姆接触性能的影响

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物理学报 2020年第4期69卷 269-276页

作者：王苏杰李树强吴小明陈芳江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

本文在n-(Al0.27Ga0.73)0.5In0.5P表面通过电子束蒸发Ni/Au/Ge/Ni/Au叠层金属并优化退火工艺成功制备了具有较低接触电阻的欧姆接触,其比接触电阻率在445℃退火600 s时达到1.4×10–4 W·cm2.二次离子质谱仪测试表明,叠层金属Ni... 详细信息

本文在n-(Al0.27Ga0.73)0.5In0.5P表面通过电子束蒸发Ni/Au/Ge/Ni/Au叠层金属并优化退火工艺成功制备了具有较低接触电阻的欧姆接触,其比接触电阻率在445℃退火600 s时达到1.4×10–4 W·cm2.二次离子质谱仪测试表明,叠层金属Ni/Au/Ge/Ni/Au与n-AlGaInP界面发生固相反应,Ga,In原子由于热分解发生外扩散并在晶格中留下Ⅲ族空位.本文把欧姆接触形成的原因归结为Ge原子内扩散占据Ga空位和In空位作为施主提高N型掺杂浓度.优化退火工艺对低掺杂浓度n-(Al0.27Ga0.73)0.5In0.5P的欧姆接触性能有显著改善效果,但随着n-(Al0.27Ga0.73)0.5In0.5P掺杂浓度提高,比接触电阻率与退火工艺没有明显关系.本文为n面出光的AlGaInP薄膜发光二极管芯片的n电极制备提供了一种新的方法,有望大幅简化制备工艺,降低制造成本.

关键词： AlGaInP 欧姆接触退火工艺发光二极管

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半导体黄光发光二极管新材料新器件新设备

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物理学报 2019年第16期68卷 104-112页

作者：江风益刘军林张建立徐龙权丁杰王光绪全知觉吴小明赵鹏刘苾雨李丹王小兰郑畅达潘拴方芳莫春兰南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

在可见光范围内,半导体发光二极管(led)发展很不平衡,黄光 led 光效(光功率效率)长期远低于其他颜色光效.本文基于 GaN/Si体系,从材料生长、芯片制造、器件物理和专用装备等方面进行了系统研究,解决了外延膜龟裂、位错过多、量子阱应力... 详细信息

在可见光范围内,半导体发光二极管(led)发展很不平衡,黄光 led 光效(光功率效率)长期远低于其他颜色光效.本文基于 GaN/Si体系,从材料生长、芯片制造、器件物理和专用装备等方面进行了系统研究,解决了外延膜龟裂、位错过多、量子阱应力过大、InGaN 黄光阱材料相分离、空穴浓度不足、阱材料生长温度过低、衬底吸光、电极挡光等问题,率先实现了高光效黄光led关键性突破.所研制的黄光led器件,在20 A/cm^2驱动下波长565 nm黄光led光效达26.7%,对应164 lm/W;在1 A/cm^2驱动下波长577 nm黄光led光效达 42.8%,对应 248 lm/W.基于高光效黄光 led,开发了无荧光粉、多基色 led照明新光源,实现了纯led 照明光源在路灯、氛围灯等方面应用.

关键词： Si InGaN 黄光 led 金属有机物化学气相沉积

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刻蚀AlN缓冲层对硅衬底N极性n-GaN表面粗化的影响

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物理学报 2016年第8期65卷 363-369页

作者：王光绪陈鹏刘军林吴小明莫春兰全知觉江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心南昌330047

研究了等离子体刻蚀Al N缓冲层对硅衬底N极性n-Ga N表面粗化行为的影响.实验结果表明,表面Al N缓冲层的状态对N极性n-Ga N的粗化行为影响很大,采用等离子体刻蚀去除一部分表面Al N缓冲层即可以有效提高N极性n-Ga N在KOH溶液中的粗化效果... 详细信息

研究了等离子体刻蚀Al N缓冲层对硅衬底N极性n-Ga N表面粗化行为的影响.实验结果表明,表面Al N缓冲层的状态对N极性n-Ga N的粗化行为影响很大,采用等离子体刻蚀去除一部分表面Al N缓冲层即可以有效提高N极性n-Ga N在KOH溶液中的粗化效果,Al N缓冲层未经任何刻蚀处理的样品粗化速度过慢,被刻蚀完全去除Al N缓冲层的样品容易出现粗化过头的现象.经X射线光电子能谱分析可知,等离子体刻蚀能够提高样品表面Al N缓冲层Al_2p的电子结合能,使得样品表面费米能级向导带底靠近,原子含量测试表明样品表面产生了大量的N空位,N空位提供电子,使得材料表面费米能级升高,这降低了KOH溶液和样品表面之间的肖特基势垒,从而有利于表面粗化的进行.通过等离子体刻蚀掉表面部分Al N缓冲层,改善了N极性n-Ga N在KOH溶液中的粗化效果,明显提升了对应发光二级管器件的出光功率.

关键词：氮化镓氮化铝表面粗化发光二极管

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硅基板和铜基板垂直结构GaN基led变温变电流发光性能的研究

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物理学报 2014年第21期63卷 380-386页

作者：黄斌斌熊传兵张超宇黄基锋王光绪汤英文全知觉徐龙权张萌王立方文卿刘军林江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心南昌330047

本文将硅(Si)衬底上外延生长的氮化镓(GaN)基发光二极管(led)薄膜剥离转移到新的硅基板和紫铜基板上,并获得了垂直结构的led芯片,对其变温变电流电致发光(EL)特性进行了研究.结果表明:当环境温度不变时,在13 K低温状态下铜基板芯片的EL... 详细信息

本文将硅(Si)衬底上外延生长的氮化镓(GaN)基发光二极管(led)薄膜剥离转移到新的硅基板和紫铜基板上,并获得了垂直结构的led芯片,对其变温变电流电致发光(EL)特性进行了研究.结果表明:当环境温度不变时,在13 K低温状态下铜基板芯片的EL波长始终大于硅基板芯片约6 nm,在300 K状态下随着驱动电流的加大铜基板芯片的EL波长会由大于硅基板芯片3 nm左右而逐渐变为与硅基板芯片重合;当驱动电流不变时,环境温度由13 K升高到320 K,两种基板芯片的EL波长随温度升高呈现S形变化并且波谱逐渐趋于重合;在100 K以下温度时铜基板芯片的Droop效应比硅基板芯片明显,在100 K以上温度时硅基板芯片的Droop效应比铜基板芯片明显.可能是由于两种芯片的基板具有不同的热膨胀系数和热导率导致了其变温变电流的EL特性不同.

关键词： GaN 热膨胀系数内量子效率热导率

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InGaN绿光led中p-AlGaN插入层对发光效率提升的影响（英文）

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发光学报 2019年第9期40卷 1108-1114页

作者：余浩郑畅达丁杰莫春兰潘拴刘军林江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

基于含有V坑结构的Si(111)衬底InGaN/GaN绿光led,我们在传统p-AlGaN电子阻挡层之后优化生长一层25 nm的低掺镁p-AlGaN插入层,并获得明显的效率提升。在35 A/cm 2的电流密度下,主波长为520 nm的led外量子效率和光功率分别达到43.6%和362.... 详细信息

基于含有V坑结构的Si(111)衬底InGaN/GaN绿光led,我们在传统p-AlGaN电子阻挡层之后优化生长一层25 nm的低掺镁p-AlGaN插入层,并获得明显的效率提升。在35 A/cm 2的电流密度下,主波长为520 nm的led外量子效率和光功率分别达到43.6%和362.3 mW,这是截至目前报道的最高记录。通过分析表明,其潜在的物理机制归结于p-AlGaN插入层能够提高空穴从V坑注入的效率。本文提供了一种有效提升发光效率的方法,尤其适合于含有V坑结构的InGaN/GaN led。

关键词：绿光led p-AlGaN插入层(IL) 外量子效率 V坑空穴注入效率

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电子阻挡层Al组分对Si衬底GaN基黄光led内量子效率的影响

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发光学报 2019年第9期40卷 1102-1107页

作者：胡耀文高江东全知觉张建立潘拴刘军林江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

为了探究具有双层电子阻挡层设计的GaN基黄光led中首层电子阻挡层(EBL-1)Al组分对内量子效率的影响以及其中载流子注入的主要物理机制,首先使用硅衬底GaN基黄光led外延与芯片工艺,在外延过程中通过控制三甲基铝(TMAl)流量,分别获得EBL-... 详细信息

为了探究具有双层电子阻挡层设计的GaN基黄光led中首层电子阻挡层(EBL-1)Al组分对内量子效率的影响以及其中载流子注入的主要物理机制,首先使用硅衬底GaN基黄光led外延与芯片工艺,在外延过程中通过控制三甲基铝(TMAl)流量,分别获得EBL-1含有Al组分约20%、50%、80%的硅衬底GaN基黄光led;随后使用半导体仿真软件Silvaco Atlas对这3种样品的实际测试内量子效率曲线进行拟合。结果表明,EBL-1中Al组分对内量子效率的影响主要体现在两方面:一是EBL-1的Al组分越高越有利于空穴从V形坑侧壁注入到多量子阱有源区;二是EBL-1中过高的Al组分会降低p型GaN晶体质量,导致空穴浓度下降;综合表现为Al组分约50%的EBL-1在这种双层电子阻挡层的设计下最有利于提高硅衬底GaN基黄光led的内量子效率。

关键词： GaN 黄光led 电子阻挡层半导体仿真

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p-GaN插入层调控InGaN基黄绿双波长led发光光谱

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发光学报 2020年第2期41卷 146-152页

作者：魏铎垒张建立刘军林王小兰吴小明郑畅达江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心

采用MOCVD技术在硅衬底上生长了含有7个黄光量子阱和1个绿光量子阱的混合有源区结构的InGaN基黄绿双波长led外延材料,研究了电子阻挡层前p-GaN插入层厚度对黄绿双波长led载流子分布及外量子效率(EQE)的影响。通过led变温电致发光测试系... 详细信息

采用MOCVD技术在硅衬底上生长了含有7个黄光量子阱和1个绿光量子阱的混合有源区结构的InGaN基黄绿双波长led外延材料,研究了电子阻挡层前p-GaN插入层厚度对黄绿双波长led载流子分布及外量子效率(EQE)的影响。通过led变温电致发光测试系统对led光电性能进行了表征。结果表明,100 K小电流时随着电流密度的增大,三组样品的绿光峰与黄光峰相对强度的比值越来越大,且5.5 A·cm^-2的电流密度下,随着温度从300 K逐步降低至100 K,三组样品的绿光峰与黄光峰相对强度的比值也越来越大,说明其载流子都在更靠近p型层的位置发生辐射复合。三组样品的p-GaN插入层厚度为0,10,30 nm时,EQE峰值依次为29.9%、29.2%和28.2%,呈现依次减小的趋势,归因于p-GaN插入层厚度越大,p型层越远离有源区,空穴注入也越浅。电子阻挡层前p-GaN插入层可以有效减小器件EL光谱中绿光峰随着电流密度增加时峰值波长的蓝移(33 nm),实现了对低温发光光谱的调控。

关键词：硅衬底黄绿双波长led p-GaN插入层发光光谱

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量子阱结构对含V形坑InGaN/GaN蓝光led效率衰减的影响

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发光学报 2017年第7期38卷 923-929页

作者：吕全江莫春兰张建立吴小明刘军林江风益南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心江西南昌330047

使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了含V形坑的InGaN/GaN蓝光led。通过改变生长温度,生长了禁带宽度稍大的载流子限制阱和禁带宽度稍小的发光阱,研究了两类量子阱组合对含V形坑InG aN/GaN基蓝光led效率衰减的影响。使用高分辨率X射线衍射仪... 详细信息

使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了含V形坑的InGaN/GaN蓝光led。通过改变生长温度,生长了禁带宽度稍大的载流子限制阱和禁带宽度稍小的发光阱,研究了两类量子阱组合对含V形坑InG aN/GaN基蓝光led效率衰减的影响。使用高分辨率X射线衍射仪和led电致发光测试系统对led外延结构和led光电性能进行了表征。结果表明:限制阱靠近n层、发光阱靠近p层的新型量子阱结构,在室温75 A/cm^2时的外量子效率相对于其最高点仅衰减12.7%,明显优于其他量子阱结构的16.3%、16.0%、28.4%效率衰减,且只有这种结构在低温时(T≤150 K)未出现内量子效率随电流增大而剧烈衰减的现象。结果表明,合理的量子阱结构设计能够显著提高电子空穴在含V形坑量子阱中的有效交叠,促进载流子在阱间交互,提高载流子匹配度,抑制电子泄漏,从而减缓效率衰减、提升器件光电性能。

关键词：硅衬底 InGaN/GaN蓝光led 效率衰减 V形坑量子阱结构

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