自组织GaN小岛的InGaN／GaN量子阱白光发射.pdf

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1、第4O卷第4期中国激光Vo1．40，NO．42013年4月CHINESEJOURNALOFLASERSApril，2013自组织GaN小岛的InGaN／GaN量子阱白光发射杨晓东(厦门大学化学化工学院，福建厦门361005)摘要成功地控制了自组织三维GaN小岛的外延生长，在其上面可形成多个非极性小面侧壁。以此作为一个理想的基底，在非极性小面上设计制备了InGaN／GaN多量子阱发光有缘层结构。通过透射电子显微镜(TEM)制样和微观结构分析，确定了GaN小岛的生长特性和小面形成特性，并利用阴极荧光光谱对InGaN／GaN多量子阱的发光特性进行比较和讨论。结果表明，单-d,岛可有效实

2、现混合白色发光(蓝色、绿色和红色)，经过确认发现，半极性小面上的InGaN／GaN量子阱结构为明亮多色发光的主要区域。进一步小面构成的量子阱结构控制，可有效地调整白光质量，并对新一代白光照明提供新的方向。关键词材料；GaN岛；量子阱；微观结构；发光特性；白光中图分类号O431．2文献标识码Adoi：10．3788／CJL2O134O．0406002Semi．PolarFacetedInGaN／GaNQuantumWellsinSelf-0rganizedGaNIslandsforWhiteLightEmissionYangXiaodong(CollegeofChemistryan

3、dChemicalEngineering，XiamenUniversity，Xiamen，Fujian361005，China)AbstractThecontrollablegrowthofself-organized3Dsemi-polarfacetedGaNislandsisreported，whichperformsasanidealtemplateforthefabricationofsemi—polarInGaN／GaNlight—emittingquantumwellsonthesidewalls．Specialtransmissionelectronmicrosco

4、pe(TEM)samplepreparationisemployedtoanalysethemicrostructureandgrowthmechanismofthemultiquantumwellsonthesidewal1facets．Togetherwithcathodoluminescence，theresultsshowthatthemixedwhitelight(blue，greenandred)emissioninasingleislandcanbeachievedandthesemi-polarfacetedInGaN／GaNquantumwellsactasth

5、emainregionforthebrightmulti—colorlightemitting．Furtheroptimizationofthefacetstructurewillimprovetheflexibilityoflightemissionandprovideanewmethodforthenextgenerationofwhitelighting．Keywordsmaterials；GaNislands；quantumwells；micrOstructure；luminescenceproperty；whitelightOCIScodes230．5590；250．5

6、5901引言敏感性等突出优点，已被广泛地应用于发光器件设计制造中]。传统的白光LED主要采用紫外／紫在宽禁带直接带半导体中，GaN基半导体最具色／蓝色的LED来激发黄色或多色荧光粉，由此获开发潜力和发展前景，它凭借着宽广的带隙[0．64eV得混合的白光；也有部分研究采用多种颜色的LED(INN)、3．4eV(GaN)、6．2ev(AlN)]口和优越的性能来实现混合白光l6q]。而单芯片白色无荧光粉的光(热稳定、化学稳定和高导热等)L2]，已经成为近年来发射研究，主要是通过横向分布的蓝色和绿色的光电子材料和器件研究的热点和重点。一般来说，功InGaN／GaN多量子阱或通过级联组成的

7、InGaN能性异质结构，例如，多重量子阱(Qw)和超晶格，和AlGaInP的多量子阱o]来实现。其难度较大，而由于其低阈值电流密度、低非辐射复合率、低温度的收稿日期：2012—12—03；收到修改稿日期：2012—12—28基金项目：国家自然科学基金面上项目(61076091)资助课题。作者简介：杨晓东(1979一)，男，硕士，工程师，主要从事扫描／透射电镜的纳米材料表征与分析方面的研究。E-mail：yxd01@xmu．edu．cn激光且各色的发光效率难以匹配，成为单芯片白光研