毕业设计（论文）-量子阱结构的优化设计对提高GaN基LED内量子效率的研究

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1、题目量子阱结构的优化设计对提高GaN基LED内量子效率的研究电子科学与工程院院（系）电子科学与技术专业学号06006311学生姓名陈凯指导教师张雄起止日期2009/11/8至2010/6/20设计地点金陵院量子阱结构的优化设计对提高GaN基LED内量子效率的研究摘要本文从GaN基LED的电学特性与光学特性入手，从理论上分析了GaN基LED的发光效率和其有源区结构之间的关系。主要运用目前已有的理论模型，在理论上探讨了GaN基LED发光效率的影响因素及其与内量子效率的关系。具体则讨论了GaN基LED有源区内势垒、材料、温度及量子阱结构对GaN基LED内量子效率的影响。

2、最后，在对部分引用实验数据进行公式计算和数据分析后发现：使用AlGaN材料作为势垒层后，GaN基LED的外延片反向漏电和并联电阻与GaN基LED势垒层在同一数量级，说明AlGaN层具有较高的晶体质量。在结特性没有改变的情况下，串联电阻增加了近一倍。同时，这说明使用AlGaN作为势垒层的LED，其内量子效率比InGaN或GaN结构的LED有了明显的提高。在量子阱的宽度方面，通过理论比较发现改变量子阱的宽度并没有造成晶体质量的明显改变。在电学特性相差不大的情况下，由于极化电场作用，采用较宽的阱宽，其内量子效率比较窄的阱宽有显著提高。关键词：GaN基LED，LED光电特

3、性、发光效率、外量子效率、内量子效率、量子阱ASTUDYONENHANCEMENTOFINTERNALQUANTUMEFFICIENCYOFGaN-BASEDLEDBYOPTIMIZATIONOFQUANTUMWELLSTRUCTUREAbstractInthisstudy,byinvestigatingtheelectricalandopticalcharacteristicsofGaN-basedLED,andanalyzingtherelationshipbetweentheGaN-basedLED’sluminousefficiencyanditsacti

4、velayerconfiguration.WemainlyhavefoundtherelationshipbetweentheeffectfactorofGaN-basedLED’sluminousefficiencyandtheinternalquantumefficiency.Specifically,wediscussedtherelationbetweentheGaN-basedLED’sinternalquantumefficiencyandthebarrier,material,temperature,andrheconfigurationofquan

5、tumwell(QW)intheactivearea.Then,aftercalculatedandanalyzedexperimentaldata,wefoundthat:byusingAlGaNmaterialasbarrier,reverseleakagecurrentoftheGaN-basedLED’sepitaxiallayerandtheparallelresistanceoftheGaN-basedLED’sbarrierareinthesameorderofmagnitudeasinthecaseof31GaNbarrier.Thismeanst

6、hatithaspreferablecrystalquality.And,whiletheP-Njunctioncharacteristicremainedthesame,theseriesresistancewasalmostdoubled.ThismeansthatbyusingAlGaNasthebarrier,theinternalquantumefficiencyofLEDhasbeenobviouslyincreasedascomparedwithusingInGaNorGaNasthebarrier.Wefoundthatthechangeofqua

7、ntumwellwidthdidnothavesobviouseffectonthecrystalquality.WhentheelectricalcharacteristicsfordifferentLEDsarealmostthesame,becauseoftheeffectofpolarizationelectricfield,theinternalquantumefficiencyhasbeenobviouslyincreasedbyusingwiderquantumwell.Keywords:GaN-basedLED,current-illuminati

8、oncha