InGaN 基发光二极管 (LED) 文献综述

内容

1 基于 InGaN 的 LED 和激光器件。
2 参考

基于 InGaN 的 LED 和激光器件。

(001) Si 衬底上的 InGaN/GaN 纳米线绿光发光二极管 [1]

摘要：目前固态照明的进展主要涉及可见氮化物发光二极管（LED）以及未来激光器的研究和开发。然而，由于缺乏高质量、低成本的GaN衬底，这一发展受到阻碍。最近已证明在硅和其他失配衬底上成功生长 GaN 和 InGaN 纳米线。由于其较大的表面积与体积比，纳米线表现出显着降低的缺陷密度。纳米结构中应变分布的减少也会导致压电极化场变弱。其他优点包括光提取效率高以及与低成本、大面积硅基板的兼容性。在本研究中，作者对在没有外来金属催化剂的情况下直接在 (001) Si 上的 (In)GaN 纳米线的分子束外延 (MBE) 生长和光学特性进行了详细研究。绿色 LED 是用纳米线集合制造的，并且还介绍了这些器件的特性。

通过射频等离子体辅助 MBE 系统在 (001) Si 衬底上生长 (In)GaN 纳米线。
InGaN/GaN NW 中的辐射寿命明显小于量子阱中的辐射寿命。这是由于线中点结构中的电子和空穴得到了更好的限制，并且由于线中应变的减少而导致了更弱的压电场。然而，非辐射寿命也很短，这归因于由于大的表面与体积比而导致的表面态。
记录的峰值能量为 490 nm，衰减时间为 0.095 ns，拉伸参数为 0.73（对于 490 nm）。

金属有机气相外延在硅上生长InGaN/GaN多量子阱蓝色发光二极管 [2]

摘要：作者报告了使用金属有机气相外延在 Si(111) 上生长 InGaN/GaN 多量子阱蓝色发光二极管 (LED) 结构。通过使用针对蓝宝石衬底优化的生长条件，获得了小于 600 角秒的半峰全宽 (FWHM) (102) X 射线摇摆曲线和 465 nm 处的室温光致发光峰，半峰宽为 35 nm。演示了在 5 V 开启电压下发出 450 至 480 nm 明亮电致发光的简单 LED。

Si 上 GaN 异质外延的主要问题包括（i）比 GaN 和蓝宝石之间的晶格失配（13%）大得多的晶格失配（17%），（ii）热膨胀系数差异较大（2 ppm/K）（大约与蓝宝石相同）与蓝宝石但符号相反），以及 (iii) 硅与 GaN 的非极性/极性特性。
由于薄膜和硅衬底之间的张力，观察到裂纹。裂缝之间的区域是光滑的。
在 Si 上生长的 LED 中的缺陷密度较高，导致 p 掺杂效率较低，因此 p-GaN 中的 p 掺杂预计低于在蓝宝石上生长的 LED。缓冲层的进一步优化可以降低开启电压并将反向漏电流提高到与蓝宝石上生长的 LED 结构通常观察到的相同水平。
展示了硅基蓝色 LED，使用 InGaN/GaN MQW 作为完全由 MOVPE 生长的有源层。
这些 LED 的光致发光和电致发光与蓝宝石相当，但光功率、开启电压和反向偏置电流仍然较差。

发光二极管提取效率 [3]

摘要（需要进一步阅读：创建了 LED 光学过程模型，该模型考虑了器件几何形状、接触和包覆层中的光吸收、光子回收、表面散射导致的光随机化以及将器件封装到环氧树脂中的好处。根据我们的建模结果，提出了 LED 的优化方案，并且对用于 LED 制造的外延层进行了内部量子效率的光致发光测量。

对于最高内部量子产率 (IQE) 材料，LED 应该是薄膜，但对于较低 IQE，厚 LED 更好，因为光更容易从边缘逸出。
减薄活性层可显着减少活性层中的重吸收损失，尤其是在内量子效率较低的材料中。这还可以将设备的工作点转向高水平注入状态。
有源层材料的质量决定了优选的器件设计应该是厚的还是薄的。
对于高内量子效率器件（>90%），应通过使器件尽可能薄来最小化体吸收。
另一方面，如果有源层的内部效率较低（<90%），则最好制作厚基板器件，使光子能够看到存在 4 个额外逃逸锥的器件边缘。这增加了光子在第一次表面反射时从半导体逃逸的可能性。
从光提取效率的角度来看，器件面积越小越好，因为光随机化仅发生在器件的边缘。
尽管接触仅覆盖所考虑器件面积的约 15%，但光提取效率对接触反射率的依赖性很强。
对于 50% 反射片接触，每次接触吸收概率都会导致 7% 的损失，相当于 6x(lIn2)- 12%。
建模表明，使有源区域更靠近较小的触点，可使提取效率提高高达 6%。

基于等离子体辅助分子束外延生长的 InGaN 量子点的蓝-绿-红 LED [4]

摘要：通过等离子体辅助分子束外延以 Stranski-Krastanov 模式生长自组装 InGaN 量子点。平均点高度、直径和密度分别为 3 nm、30 nm 和 7 × 1010 cm–2。发现点密度随着生长温度的升高而降低。由于量子限制斯塔克效应，InGaN/GaN 多层量子点 (MQD) 的阴极发光发射峰相对于未覆盖的单层 InGaN QD 的发射峰红移了 330 meV。生长和制造了基于 InGaN/GaN 多量子阱 (MQW) 的蓝色 LED 以及基于 InGaN MQD 的绿色和红色 LED，分别发射 440、560 和 640 nm 波长。随着注入电流的增加，绿色和红色 InGaN MQD LED 的电致发光峰值位置比蓝色 InGaN/GaN MQW LED 的电致发光峰值位置发生了更大的蓝移。

InGaN 的量子点密度随着生长温度的升高而降低。
绿色和红色 InGaN MQD LED 的 EL 峰值位置随着注入电流的增加而蓝移。
研究发现，绿色和红色 InGaN MQD LED 的发射峰位置比蓝色 InGaN MQW LED 对注入电流更敏感，这可能是由于能带填充效应。
由于量子限制斯塔克效应，InGaN/GaN MQD 的阴极发光发射相对于无帽单层 InGaN QD 的发射峰红移了 330 meV。
QD 使用相同的 In 和 Ga 通量生长，由于不同生长温度下 In 平衡蒸气压不同，这些薄膜中 In 的掺入量也不同。
随着 MQD LED 中注入电流的增加，EL 蓝移（在作者原型中）出现较大的可能原因有两个： (A) 带填充效应 (B) 屏蔽

通过高注入电流产生压电场。

通过分子束外延在 (001) 硅上生长的无催化剂 InGaN/GaN 纳米线发光二极管 [5]

摘要：演示了通过等离子体辅助分子束外延在 (001) 硅衬底上无催化剂生长 (In)GaN 纳米线。直径为10至50 nm的纳米线的密度为1−2 × 10 ¹¹ cm−2。纳米线的 P 型和 n 型掺杂分别通过 Mg 和 Si 掺杂剂实现。高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的结构表征表明纳米线相对无缺陷。通过改变合金中的 In 成分，可以将 InGaN 纳米线的峰值发射波长从紫外调整为红光，并且在 In 成分在生长过程中连续变化的纳米线中获得“白色”发射。内量子效率变化范围为 20−35%。对于以 λ = 490 nm 发射的 InGaN 纳米线，通过室温下的时间分辨光致发光测量获得的辐射寿命和非辐射寿命分别为 5.4 ns 和 1.4 ns。发绿光和发白光的平面 LED 已经制造出来并进行了表征。这些器件的电致发光表现出可忽略不计的量子限制斯塔克效应或带尾填充效应。

由于其较大的表面积与体积比，基于纳米线的 LED 表现出显着降低的缺陷密度。纳米结构中应变分布的减少也会导致压电极化场变弱。其他优点包括光提取效率高以及与低成本、大面积硅基板的兼容性。
使用 MBE 的纳米线密度为 1-2 × 1011 cm-2 并且垂直排列。
选区衍射（SAD）图显示整个线材是具有纤锌矿结构的单晶，c面垂直于生长方向。
在 n-GaN/InGaN 异质界面处，从 GaN 到 InGaN，纳米线的直径略有增加。这可能是由于与 GaN 相比，InGaN 的生长温度较低。 n-GaN/InGaN 界面的 TEM 图像显示没有缺陷。
人们注意到，通过改变纳米线中的 In 含量可以获得输出光谱的大可调性。
作者还发现，随着线长度的增加，IQE 从 30% 下降到约 20%，作者认为这是由于应变积累的增加所致。
根据使用峰值为 580 nm 的“白色”纳米线样品进行的与温度相关的 PL 测量，得出 30% 的内量子效率 (IQE)，假设 IQE 在 10 K 时为 100%。
光子能量越高，PL 衰减越快。这是由于 In 摩尔分数较小（带隙较大）的纳米线具有较大的辐射复合率
InGaN NW 中测得的辐射寿命小于量子阱中测得的辐射寿命，这可能是由于载流子在径向方向上的限制以及由于导线应变减小而导致的压电场较弱。然而，非辐射寿命也很短，这归因于大表面与体积比产生的表面态。

通过扫描近场光学显微镜探测 GaN 微面上 (11-22) InGaN/GaN 量子阱的高效绿光发射 [6]

摘要：使用扫描近场光学显微镜对 (11-22) 微面量子阱 (QW) 进行纳米光学表征。结果表明，(11-22) QW 中的载流子扩散长度小于 160 nm 的探测光纤孔径，这比 (0001) QW 的载流子扩散长度短，这归因于 (11-22) QW 中更快的辐射复合过程。 11-22) 由于内部电场减小而产生 QW。由于扩散长度短，内量子效率（IQE）和发射波长之间的相关性得以阐明。最高 IQE 在 520 nm 处约为 50%，比 (0001) QW 长约 50 nm，表明 (11-22) QW 是合适的绿光发射器。

据报道，在 (0001) InGaN 量子阱中，势极小值处的载流子/激子局域化在决定光学特性方面起着至关重要的作用。潜在波动的尺寸为纳米量级，因此，使用扫描近场显微镜 (SNOM) 的纳米光谱学是评估源自载流子局域化现象的光学特性的强大工具。
特别是，比较从照明收集（IC）模式获得的图像，该模式使用相同的光纤来激发和检测光致发光（PL），以及从照明（I）模式获得的图像，该模式检测通过远距离光纤激发的PL领域，提供了对辐射复合、非辐射复合和扩散过程的见解。在本研究中，作者将 SNOM 应用于 (11 2) 微面 QW。研究发现，(11-22) QW 中的载流子扩散性低于 (0001) QW 中的载流子，并且与 (0001) QW 不同，(11-22) QW 的内量子效率 (IQE) 为绿色光谱范围内最高。
In 成分的大面内变化导致了广泛的发射；并通过在室温 (RT) 下获取的 PL 光谱得到证实，峰值位于 535 nm (2.32 eV)，涵盖的波长为 450 至 650 nm。
{11-22} QW 具有更短且更小的波长相关辐射寿命，这可以通过 {11-22} QW 中较弱的偏振效应来很好地解释。
(11-22) QW 的 PL 寿命要短得多，主要是由于 RT 下 400 ps 的辐射寿命要短得多。由于 PL 寿命对应于载流子寿命 τ，因此假设 {11-22} 的扩散系数相等，PL 寿命（即载流子寿命）两个数量级的差异会导致扩散长度的一个数量级的差异。和（0001）平面。据报道，(0001) InGaN QW（In：8%–25%）的扩散长度范围为 200 至 600 nm。因此，(11-22) InGaN/GaN QW 中的扩散长度可低至 20-60 nm。
(11-22) QW 中的 IQE 在 520 nm 的较长波长处达到最大值 50%，这强烈表明 (11-22) QW 适合绿色发射器。

激光剥离法制备InGaN薄膜发光二极管薄膜 [7]

摘要：使用脉冲准分子激光加工在蓝宝石生长基板上预制氮化镓（InGaN）多量子阱（MQW）发光二极管（LED）膜。在蓝宝石基板上生长的薄膜 InGaN MQW LED 结构首先使用基于氰基丙烯酸乙酯的粘合剂粘合到 Si 支撑基板上。将单个 600 mJ/cm2、38 ns KrF (248 nm) 准分子激光脉冲引导穿过透明蓝宝石，然后进行低温热处理以去除基板。然后，通过将 InGaN LED/粘合剂/Si 结构浸入丙酮中，将器件从支撑 Si 基板上释放出来，制造出独立式 InGaN LED 薄膜。激光剥离前后LED的电流-电压特性和室温发射光谱没有变化。

最常用的生长衬底——蓝宝石，由于蓝宝石和GaN之间的晶格和热膨胀系数不匹配，仍然对GaN薄膜的质量造成限制。
蓝宝石衬底由于导热性和导电性较差，抑制了LED、LD和晶体管器件的性能。
对于在蓝宝石基板上加工的器件，所有接触都必须从顶部进行。这种配置使接触和封装方案变得复杂，导致扩展电阻损失和工作电压增加。
与Si或SiC相比，蓝宝石的导热性差，也阻碍了基于GaN的大电流器件（例如LD和高功率晶体管）产生的热量的有效消散，从而抑制了器件性能。
蓝宝石的相对硬度，以及缺乏对 GaN 或与 GaN 兼容的材料进行有效的湿化学蚀刻，阻碍了许多技术作为高效且可行的剥离工艺的使用。
IV 测量显示，将 InGaN LED 与蓝宝石分离后，与在同一基板上制造的相邻器件相比，没有出现明显的变化，证明没有因热冲击或激光加工过程中过度加热而导致的微裂纹。
去除衬底后，发射波长和光谱宽度均未发生变化，表明 LLO 工艺后 InGaN 异质结构的光学特性并未降低。

侧壁带有 SiONx 的 GaN 基发光二极管 [8]

摘要：研究了侧壁上带有 SiONx 的倒装芯片发光二极管 (LED)。使用SiO2层作为蚀刻掩模，蚀刻氮化镓外延层以形成倾斜侧壁。 LED 侧壁上有四分之三波长厚的 SiONx 钝化层。 SiONx钝化层的折射率为1.58。在 20 mA 电流操作下，侧壁上有 SiONx 的 LED 的相对光输出比侧壁上没有 SiONx 的 LED 的相对光输出高出约 8%。

在传统的倒装芯片 LED 中，向金属触点发射的光会向上反射，从而提高光提取效率。
GaN基LED有源区产生的光子各向同性地发射；光可以通过基板的表面和侧壁从 LED 逸出。然而，由于GaN外延层（470 nm处n = 2.5）和空气（n = 1）之间的折射率差异较大，光逃逸的临界角仅为23度，这限制了传统翻转的外部量子效率的提高芯片LED。
侧壁上带有 SiONx 的倒装芯片 LED 是为了增加光输出而制造的。
可以大致得出结论，侧壁上有 SiONx 的 LED 的相对光输出功率比侧壁上没有 SiONx 的 LED 的相对光输出功率高约 12.5%–20%。
当SiONx的厚度为四分之三波长时，SiONx钝化层是完美的减反射膜。钝化层至少在 470 nm 波长下提高了 14% 的透射率。
环氧膜和氮化镓膜的折射率之间的关系为n = sqrt(nepoxy × nGaN)。

具有电荷不对称共振隧道结构的高亮度绿光发光二极管 [9]

摘要：在这项工作中，作者将所谓的电荷不对称共振隧道（CART）结构应用于氮化物基绿色发光二极管（LED）。作者从我们的 CART LED 中观察到，在 20 mA 注入电流下，突然开启电压接近 2.2 V，正向电压约为 3.2 V。在 20 mA 电流下，CART LED 的输出功率和外部量子效率分别约为 4 mW 和 6.25%。采用CART结构可以获得高亮度、高效率的绿色LED。

具有量子阱结构的高亮度 InGaN 蓝、绿、黄发光二极管 [10]

摘要：采用金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上生长了基于 III-V 族氮化物的量子阱结构的高亮度蓝色、绿色和黄色发光二极管 (LED)。典型的绿色 LED 的峰值波长为 525 nm，半峰全宽 (FWHM) 为 45 nm。绿色LED在正向电流20mA时的输出功率、外量子效率和发光强度分别为1mW、2.1%和4cd。绿色LED（4 cd）的发光强度比传统绿色GaP LED（0.1 cd）高约40倍。典型的黄色 LED 的峰值波长为 590 nm，半高宽为 90 nm。黄色 LED 的输出功率在 20 mA 时为 0.5 mW。当具有量子阱结构的III-V族氮化物LED的发射波长从蓝色区域增加到黄色区域时，输出功率急剧下降。

使用无位错氮化铟镓/氮化镓多量子阱纳米棒阵列的高亮度发光二极管 [11]

摘要：作者展示了使用无位错氮化铟镓 (InGaN)/氮化镓 (GaN) 多量子阱 (MQW) 纳米棒 (NR) 实现高亮度、高效率发光二极管 (LED)通过金属有机氢化物气相外延（MO−HVPE）阵列。蓝宝石基板上的 MQW NR 阵列 (NRAs) 埋在旋涂玻璃 (SOG) 中，以隔离各个 NR 并使 p 型 NR 与 p 型电极接触。 MQW NRA LED 具有与传统大面积 (BA) LED 相似的电气特性。然而，由于缺乏位错以及 NR 侧壁提供的大表面积，内部效率和提取效率都显着提高。在 20 mA 直流电流下，MQW NRA LED 发出的光比传统 BA LED 多出约 4.3 倍，尽管 MQW NRA LED 的总体有效体积比传统 LED 小得多。此外，生产 MQW NRA LED 的制造工艺与传统 BA LED 几乎相同。因此，这些 MQW NRA LED 的总产量与传统 BA LED 的总产量基本相同也就不足为奇了。本发明的利用无位错MQW NRA LED的方法适用于超亮白光LED以及其他半导体LED，以提高LED的总外部效率和亮度。

高功率InGaN单量子阱结构蓝紫光发光二极管 [12]

摘要：通过金属有机化学气相沉积在蓝宝石衬底上生长基于 III-V 族氮化物的高功率蓝色和紫色发光二极管（LED）。作为有源层，使用InGaN单量子阱结构。紫色 LED 在 20 mA 电流下产生 5.6 mW 功率，光输出峰值位于 405 nm，外量子效率为 9.2%。蓝色 LED 在 20 mA 电流下产生 4.8 mW 功率，并在 450 nm 处达到峰值，相当于 8.7% 的外部量子效率。这些输出功率和量子效率值是紫色和蓝色 LED 有史以来报道的最高值。

基于定量 LED 可靠性数据的 III-V 聚光太阳能电池可靠性预测 [13]

摘要：近年来，基于发光二极管（LED）技术的 III-V 多结（MJ）太阳能电池被提出并开发出来，作为生产具有成本竞争力的光伏发电的一种方式。由于LED在材料、尺寸和功率方面与太阳能电池相似，因此可以利用前者积累的大量技术经验并将其应用于后者。本文分析了影响器件使用寿命的最重要参数（晶体质量、温度、电流密度、湿度和光降解），同时考虑了 LED 可靠性方面的经验。对于在 1000 个太阳光下工作的 III-V MJ 太阳能电池来说，大多数这些参数所承受的压力比高功率 LED 的压力要小。从该分析中，提取了一些用于提高太阳能电池的长期可靠性的建议。与基于化合物半导体的高功率LED相比，III-V族高聚光太阳能电池的工作寿命可以达到105小时以上（实时工作34年）。

InGaN基多量子阱结构激光二极管 [14]

摘要：采用金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上生长了由 III-V 族氮化物材料制成的 InGaN 多量子阱（MQW）结构激光二极管（LD）。激光腔的镜面是通过对 III-V 族氮化物薄膜进行无劈裂蚀刻而形成的。作为有源层，使用InGaN MQW结构。 InGaN MQW LD 在 2.3 A 的正向电流下产生 215 mW 的功率，在室温下的脉冲电流注入下，光输出的尖峰在 417 nm 处，半峰全宽为 1.6 nm。激光阈值电流密度为4 kA/cm2。发射波长是半导体激光二极管产生的最短波长。

半极性 {11-22} GaN 块状基板上的蓝色、绿色和琥珀色 InGaN/GaN 发光二极管 [15]

摘要：作者演示了在半极性 {11-22} 体 GaN 衬底上制造蓝色、绿色和琥珀色 InGaN/GaN 发光二极管 (LED)。本研究中使用的 {11-22}GaN 衬底是通过从氢化物气相外延生长的 c 取向 GaN 块状晶体中切割而成的。 LED 的尺寸为 320 ×320 µm2，封装在环氧树脂中。驱动电流为 20 mA 时，蓝色 LED 的输出功率和外部量子效率 (EQE) 分别为 1.76 mW 和 3.0%，绿色 LED 的输出功率和外部量子效率 (EQE) 分别为 1.91 mW 和 4.1%，琥珀色 LED 的输出功率和外部量子效率 (EQE) 分别为 0.54 mW 和 1.3%引领。最大电流为 200 mA 时获得的最大输出功率为 19.0 mW（蓝色）、13.4 mW（绿色）和 1.9 mW（琥珀色），而最大 EQE 在 140 mA（蓝色）时为 4.0%，在 0.2 mA 时为 4.9% mA（绿色），1 mA 时为 1.6%（琥珀色）。证实发射光沿[1-100]方向偏振，反映了{11-22}面的低晶体对称性。

压电极化与自发极化一起在量子阱中产生电场，从而干扰载流子复合，从而降低光学跃迁概率。为了解决这个问题，几个团队尝试在非极性平面（例如{10-10}（m平面）或{11-20}（a平面））上制造InGaN/GaN和AlGaN/GaN QW。然而，这些层包含许多非辐射复合中心，因为很难在非极性方向生长完美的高质量晶体。
当 {11-22} 面通过图案化 c 取向 GaN 模板上的再生长过程自然地表现为微面时，它们有望用于低内部电场。
通过 PL 和光反射测量确定的跃迁能表明基板几乎无应变，X 射线衍射 (XRD) 径向扫描也证实了这一点。
EL 光谱线宽按照蓝色 < 绿色 < 琥珀色 LED 的顺序变宽，这表明较高的 In 成分会导致更显着的电位波动。
EQE和PE随着注入电流的增加而降低，在发射较长波长的LED中，即在具有较高In成分的LED中变得显着。器件性能的下降主要归因于具有较高 In 成分的 InGaN SQW 的结晶质量较差，部分归因于更强的内部电场，与传统的 c 取向 LED 相同。
由于{11-22}面的晶体对称性较低，{11-22} LED 的发射光应该是偏振的。由于 InGaN 具有压缩应变，因此导带和重空穴价带之间的跃迁在 EL 中占主导地位，特别是在低驱动电流下。因此，EL 应垂直于 c 轴偏振，即沿 {11-22} 平面中的 [1-100] 方向偏振。事实上，作者使用偏振器对 LED 进行 EL 测量，证明了沿预期方向的偏振各向异性。

自组装Ni金属岛InGaN/GaN纳米棒发光二极管的制备 [16]

摘要：作者报告了使用电感耦合等离子体反应离子刻蚀 (ICP-RIE) 和光增强化学 (PEC) 湿氧化工艺通过自组装制造 InGaN/GaN 纳米棒发光二极管 (LED)。镍纳米掩模。与生长结构相比，采用 PEC 工艺制造的纳米棒的光致发光 (PL) 强度提高了六倍。 PL 测量中观察到的峰值波长显示，与生长的 LED 样品相比，未经 PEC 氧化工艺制成的纳米棒蓝移了 3.8 nm，而采用 PEC 氧化工艺制成的纳米棒蓝移了 8.6 nm。此外，作者还展示了电泵浦纳米棒 LED，其电致发光光谱显示出更高的效率，并且相对于生长的 LED 样品具有 10.5 nm 蓝移峰。

等离子刻蚀制备的In0.3Ga0.7N/GaN绿光纳米棒的光学特性 [17]

摘要：在这项研究中，作者制备了 In0.3Ga0.7N/GaN 绿光发射纳米棒，并通过光致发光 (PL) 测量证明了光学增强。与生长的平坦表面结构相比，在 300 K 下观察到绿色发射纳米棒结构的增强因子为 3.5，发射峰蓝移为 6.6 nm。纳米棒结构的蓝移现象可能是由内部压电场的部分减小引起的。然而，在低温时间分辨PL测量中观察到的绿光发射纳米棒结构和生长的平坦表面结构相似的载流子衰减时间表明，绿光发射纳米棒结构的主要光学增强机制可能主要是由于大的发射表面积和纳米棒之间的多个散射路径。

GaN 纳米柱的受激发射 [18]

摘要：通过射频等离子体辅助分子束外延在（0001）蓝宝石衬底上生长的 GaN 纳米柱观察到具有极低阈值激发功率密度的受激发射。光泵测量是在 355 nm Nd:YAG 激光激发和表面发射配置下进行的。室温下的阈值激发功率密度为198 kW/cm2。当激发功率从 130 kW/cm2 增加到 440 kW/cm2 时，峰值波长从 370.2 nm 移动到 370.9 nm。峰值强度随激发功率非线性增加。在使用 325 nm He-Cd 激光器的较低激发条件下，在 363.2 nm 处观察到自发发射峰，强度比 3.7 μm 厚、位错密度为 3 的 MOCVD 生长 GaN 薄膜强 20~30 倍。 ∼5 × 109 厘米–2。通过这种配置，峰强度随着激发功率成比例地增加。这些结果表明GaN纳米柱具有实现高性能光学器件的巨大潜力。

InGaN基纳米棒阵列发光二极管 [19]

摘要：作者展示了使用无位错氮化铟镓（InGaN）/氮化镓（GaN）多量子阱（MQW）纳米棒实现高亮度和高效率的发光二极管（LED）（ NR）阵列，采用金属有机氢化物气相外延（MO-HVPE）技术。蓝宝石衬底上的 MQW NR 阵列 (NRA) 埋在二氧化硅 (SiO2) 中，以隔离各个 NR 并使 p 型 NR 与 p 型电极接触。 MQW NRA LED 具有与传统大面积 (BA) LED 相似的电气特性。然而，由于缺乏位错以及 NR 侧壁提供的大表面积，内部效率和提取效率都显着提高。在 20 mA 直流电流下，MQW NRA LED 发出的光比传统 BA LED 多出约 4.3 倍，尽管 MQW NRA LED 的总体有效体积比传统 LED 小得多。

InGaN单量子阱和多量子阱结构中局域激子的自发发射

摘要: 采用调制光谱研究了InGaN单量子阱蓝光、绿光发光二极管和多量子阱结构的发射机理。它们的静态电致发光（EL）峰归因于量子阱中某些电位最小值处的激子的重组。驱动电流增加引起的 EL 峰蓝移可以通过量子限制斯塔克效应和激子对局域态能带填充的综合效应来解释。

在 p-GaN 表面上制造纳米锥阵列，以提高基于 GaN 的可调谐波长 LED 的光提取效率

摘要：作者报告了纳米锥结构 p-GaN 表面的制造，以增强可调波长发光二极管 (LED) 的光提取。在 p 接触金属化之前，沉积自组装胶体颗粒并用作等离子体蚀刻的掩模，以在 LED 的 p-GaN 层上创建纳米锥结构。在 p-GaN 表面上生成了清晰的周期性纳米锥阵列，平均锥直径为 300 nm，高度为 150 nm。与没有表面图案的 LED 相比，从具有纳米锥阵列的区域记录的光致发光发射强度增加了两倍。具有表面纳米锥体的 LED 的光输出功率在 70 mA 的注入电流下显示出明显更高的电致发光强度。这是由于来自纳米锥侧壁的光的内部多重散射。此外，作者还表明，通过在量子阱中加入 InGaN 纳米结构，随着注入电流的增加，这些表面图案化 LED 的波长可以从 517 nm 调整到 488 nm。该方法可作为提高波长可调 LED 光提取效率的实用方法。