Przerzedzenie warstwy III-Azotek typu p do zwiększenia efektów plazmonów

- Sep 26, 2017-

National Taiwan University otrzymał używane używane magnezu wstępny przepływ podczas epitaksjalne do zwiększenia stężenia otwór w aluminium galu Azotek (AlGaN) elektronów Blokowanie warstw w indu galu Azotek (InGaN) diody elektroluminescencyjne (LED) [Chia-Ying Su et al, Optyka Express, vol25, p21526. 2017]. to włączone cieńsze warstwy GaN typu p i tym samym zwiększył wpływ struktury powierzchni plasmon (SP) na wydajność LED. W szczególności twierdził jest rekordowy modulacji pasma 625.6 MHz dla diod InGaN c samolot. Modulacja wysokiej przepustowości jest pożądane dla aplikacji komunikacyjnych światła widzialnego.

Plazmonów są zdelokalizowane elektronów gęstość oscylacje. SP sprzęgła do studni kwantowych InGaN (QWs) może zwiększyć wewnętrzny kwantowej efektywności, przy jednoczesnym zmniejszeniu skutków chylić i zwiększenie przepustowości. Sprzęgło jest naturalnie enhanced jak SPs i QW wchodzą w bliższej odległości. Osiąga się to poprzez zmniejszenie grubości interwencji warstw typu p od typowych 150nm zakres 38-78nm. Warstwa p-GaN ma zwykle mają pewną grubość do zapewnienia odpowiedniej aktualnej rozprzestrzeniania. Cieńsze warstwy p-GaN wydają się zwiększyć napięcie i opór różnicową.

Przepływ wstępny Mg zmniejsza również bariery do wstrzykiwań do QW aktywnego regionu. Naukowcy komentarz: "w tej sytuacji, mimo, że zmniejszenie warstwy p-GaN może jeszcze skutki coraz napięcie i opór różnicową, istotne wzmocnienie skuteczności wtrysku otworu można zrekompensować wydajność degradacji ze względu na zmniejszenie grubości p-GaN."

blob.png 

Rysunek 1: Układy epitaksjalne LED.

Epitaksjalnego materiał dla diody pochodzą z metalowe organiczne chemiczne osadzanie (MOCVD) na c samolot sapphire (rysunek 1). Wzrost 18 nm momenu p-AlGaN EBL zostało poprzedzone magnezu bis (cyclopentadienyl) (Cp2Mg) przepływ wstępny krok na 220 standardowych centymetrów sześciennych na minutę (sccm).

Przepływ wstępny została przeprowadzona z prekursorów Ga i Al off, ale z amoniaku (NH)3) prekursor azotu na. Podczas wstępnego przepływu NH3rozłożony, tworząc wodór, który wyryte powrotem górnym GaN bariery przez o 5nm, zmniejszając na ostateczną grubość 20nm.

Tabela 1: Struktur i wydajność LED próbek.

blob.png 

P-GaN wzrostu przepływu Cp2MG została zwiększona do 280sccm. 10nm p+Cap - GaN używane 800sccm Cp2Mg przepływu. Temperatura podłoża podczas wstępnego przepływu i typu p warstw był 970 ° C.

Diody LED Reference (R) zostały wykonane z 10μm-promień z żyłką płaskowzgórza. Pad p kontakt był nie umieścić na małe mesa, ale raczej obsługiwane na warstwie dwutlenek krzemu z zminimalizowane pojemności pasożytniczych. P kontakt 20nm/100nm nikiel/złoto – pokryte około 80% Mesa, pozostałe 20% pokryte 5nm/5nm nikiel/złoto dla bieżącego rozprzestrzeniania.

Diody LED o powierzchni plasmon struktur używane 250° C Epitaksja (MBE) do złożenia 10nm galu domieszkowanego tlenku cynku (GZO) jako warstwę rozprzestrzeniania się prąd. Struktura SP składał się z nanocząsteczek srebra (Ag) (NPs) i dalszego rozprzestrzeniania się prąd warstwą tytanu 5nm/5nm/złota. P kontakt składał się z gold nikiel 20nm/100nm.

GZO niebieski zmiany długości fali rezonans nanocząstek srebra SP kierunku emisji niebieskie diody LED o ~ 465nm (rysunek 2). Nanocząsteczki srebra powstały przez złożenie warstwę 2nm srebrny i następnie do wypalania w temperaturze 250° C przez 30 minut w atmosferze azotu.

blob.png 

Rysunek 2: Transmisji widma próbek A-SP, B-SP i C-SP. pionowa przerywana linia wskazuje długość fali emisji QW wokół 465nm.

Naukowcy komentarz: "zauważono, że piku rezonansu SP w bieżącej pracy również nie pokrywają się z długości fali emisji QW, jak pokazano w [Rysunek 2]. Starannej regulacji rozmiaru Ag NP można niebieski shift piku rezonansu SP dla dalszego zwiększenia SP sprzęgła siły o wyznaczonej długości fali emisji QW (465 nm). W tej sytuacji przepustowość modulacji można go zwiększyć."

N styki diody LED składał się z gold tytanu 20nm/100nm.

970° C wzrostu warstw typu p również wyżarzane poważniejszych InGaN kwantowej jeden dobrze, reorganizacja struktur klastrowych indu bogate, które mogą prowadzić do wyższych niż oczekiwano wewnętrznego kwantowej efektywności (IQE) przez przewoźnika lokalizacji. Jednak zbyt dużo wyżarzania może spowodować pogorszenie struktury krystalicznej w studni kwantowych, zmniejszając IQE.

IQE różnych urządzeń została oszacowana przez porównanie Fotoluminescencja temperatury pokojowej (PL) z tym 10 k (przyjmuje się 100% IQE). Krótsze wyżarzania razy znaleziono skutkować wyższym IQEs (tabela 1). Obecność Ag-NPs dał istotne wzmocnienie SP, szczególnie z zmniejszona odległość do QW. Rozpadu PL czas rozwiązać również był szybszy z SP struktur.

Ulepszone IQE SP-LED zaowocowało elektroluminescencji jaśniejsze. Prześwit w gniazdku efektywności (WPE) od wartości szczytowej był również mniej dotkliwe w urządzeniach SP. Naukowcy komentarz: "należy zauważyć, że wstrzykuje gęstość prądu dla maksymalnej efektywności w próbkach badanych (1kA/cm2) jest generalnie wyższa niż zwykle zgłaszane w literaturze. Dzieje się tak dlatego mesa próbek używane są mniejsze o 10μm w promieniu. Mniejszy rozmiar urządzenia prowadzi do słabsze działanie rozgrzewające i co za tym idzie zmniejsza zachowanie chylić, spowodowane przez ogrzewanie."

Krótszy czas rozpadu PL znajduje odzwierciedlenie w wyższej przepustowości modulacji, o najwyższej wartości wyższe niż 600MHz: "w przykładzie C-SP, możemy dotrzeć do modulacji szerokości pasma 625.6 MHz, który jest zaufany zostać najwyższych kiedykolwiek odnotowano w płaszczyźnie c opartych na GaN Powierzchnia emitująca LED (~ 100 MHz więcej, niż nasz poprzedni rekord MHz 528.8)." Poprawa w porównaniu do próbki odniesienia znajduje się w pobliżu pierwiastek stopnia zaniku rozszerzone w badaniach PL.


Para:Przeciwbakteryjne, nanocząsteczki srebra w Pseudomonas aeruginosa Następny:Srebrna nanocząsteczkowa może być produkowana w ekonomiczny sposób