Redčenje p-tip III-nitrida plasti za izboljšanje učinkov površinske plasmons

- Sep 26, 2017-

National Taiwan University je uporabljen rabljeno magnezija pred pretoka med epitaxy za povečanje koncentracije luknje v aluminij galijev nitrid (AlGaN) elektron-blokiranje plasti v indij galijev nitrid (InGaN) svetlečih diod (LED) [Chia-Ying Su et al, Express Optika, vol25, p21526. 2017]. to usposobiti tanjše plasti p-tip GaN in tako povečala s proizvodnostjo struktur površinska plazmonska (SP) LED. Predvsem je trdil, rekordnih modulacije pasovno širino 625.6MHz za c-ravnine LED InGaN. Visoko modulacije pasovne širine je zaželena za vlogo vidno svetlobo sporočilo.

Plasmons površine so delokaliziran elektronov gostota nihanja. SP spenjanje za InGaN kvantne wells (QWs) lahko izboljša notranji quantum učinkovitost, hkrati zmanjšanje kapljica učinkov in povečanje pasovne širine. Spenjanje popestrimo naravno kot SPs in QW prišli v bližino bližje. To dosežemo z zmanjšanjem debelina vmesnih plasti p-tip od tipične 150nm v obsegu 38-78nm. P-GaN plast ima navadno debelino zagotoviti ustrezno trenutno širi. Tanjše plasti p-GaN nagibajo k povečanju turn-on napetosti in diferencialno odpornost.

Mg pred pretok tudi zmanjšuje ovire za vbrizgavanje v QW aktivno območje. Raziskovalci komentar: "v tem primeru, čeprav zmanjšanje plasti p-GaN, lahko še vedno učinki povečanja turn-on napetosti in diferencialno odpornost, bistveno povečanje učinkovitosti injiciranje luknjo lahko nadomestijo delovanje razgradnja zaradi zmanjšanje debeline p-GaN."

blob.png 

Slika 1: Epitaksialno strukture LED.

Epitaksialno material za LED prišli nanašanje kovin, organskih tankih plasti (MOCVD) na c-letalo safir (slika 1). Pred rast 18nm p-AlGaN EGL je bis (cyclopentadienyl) magnezij (Cp2Mg) pred tok korak na 220 standardnih kubičnih centimetrov na minuto (sccm).

Pre-tok je bila izvedena s Ga in Al predhodnikov off, ampak z amoniakom (NH3) dušika predhodnik na. Med pre-tok je NH3razgradijo, ustvarjanje vodika, ki jedkano nazaj vrh GaN pregrade z o 5nm, zmanjšanje končne debeline do 20nm.

Tabela 1: Strukture in učinkovitosti LED vzorcev.

blob.png 

Za p-GaN rast pretok Cp2MG je povečal na 280sccm. 10nm p+SKP - GaN uporablja 800sccm Cp2Mg pretoka. Temperature substrata med plasti pred pretok in p-tip je bil 970 ° C.

Reference (R) LED so bili izdelani z 10μm-polmer krožne zmešaš. P-Kontakt pad je ni dal na majhen mesa, vendar precej podpira plast silicijevega dioksida z minimirana parazitski kapacitivnosti. P-Kontakt-20nm/100nm nikelj/zlato-zajema približno 80 % mesa, preostalih 20 % prekrita z nikelj/zlatom 5nm/5nm za trenutni širi.

LED z površinska plazmonska strukture uporablja molekularnim snopom epitaxy 250° C (MBE) za deponiranje 10nm galij dopirane cinkovega oksida (GZO) kot tok širjenje plast. SP struktura je sestavljena iz srebra (Ag) nanodelci (NPs) in nadaljnjega širjenja tok plast 5nm/5nm Titan/zlata. P-Kontakt sestavljalo 20nm/100nm nikelj/zlata.

Na GZO modro-premiki resonanco valovno dolžino nanodelcev srebra SP proti temu emisij modro LED na ~ 465nm (slika 2). Silver nanodelci so nastali z deponiranjem 2nm srebrno plast in nato prileganjezačetnih na 250° C za 30 minut v dušikovi atmosferi.

blob.png 

Slika 2: Prenos spektrov vzorcev A-SP, B SP, in C-SP. navpična črtkana črta označuje valovno dolžino emisije QW okoli 465nm.

Raziskovalci komentar: "je bilo ugotovljeno, da SP resonanco vrha v sedanje delo ni dobro sovpada z QW valovno dolžino emisije, kot je prikazano v [slika 2]. Skrbno prilagoditev velikosti Ag NP lahko modro-premika vrha resonanco SP za boljse SP spenjanje moč pri določeni valovni dolžini emisije QW (465 nm). V tem primeru modulacije pasovno širino lahko dodatno poveča."

N-stiki LED sestavljalo 20nm/100nm Titan/zlata.

Rast 970° C p-tip plasti tudi razbeljenem osnovnih InGaN enega kvantnega No, reorganizacijo indij-bogati gruče strukture, ki lahko privede do višje od pričakovanih notranje quantum učinkovitost (IQE) skozi prevoznika lokalizacija. Vendar, preveč prileganjezačetnih lahko razgradijo kristalne strukture v kvantni dobro, zmanjšanje IQE.

IQE različnih naprav je bila ocenjena s primerjavo-sobni photoluminescence (PL) s tem v 10K (predvidoma 100 % IQE). Krajše Emajlirati krat ugotovljeno, da povzroči višje IQEs (Tabela 1). Navzočnost Ag NPs je dal pomembno povečanje SP, zlasti z zmanjšano oddaljenost je QW. Upadanja časovno ločljiva PL je bil tudi hitrejši s SP struktur.

Izboljšana IQE SP-LED povzročilo svetlejša electroluminescence. Kapljica v zidu-plug učinkovitost (WPE) iz Temenska vrednost je bila tudi manj hudo v SP naprave. Raziskovalci komentar: "je bilo ugotovljeno, da vbrizga tokovno gostoto za maksimalno učinkovitost v vzorcih v raziskavi (1kA/cm2) je na splošno višje kot običajno poročali v literaturi. To je tako, ker mesa velikost uporabljenih vzorcev je manjši pri 10μm v polmeru. Manjše naprave vodi šibkejši učinek ogrevanja in zato zmanjšuje vedenje kapljica, ki jo povzročajo grelna."

Krajši čas PL upadanja se odraža v večji modulacije pasovne širine, z najvišjo vrednostjo, ki je višja od 600MHz: "v vzorcu C-SP, bomo lahko dosegli modulacije pasovno širino 625.6 MHz, ki je verjel, da je najvišja doslej poročali v c-letalo GaN na osnovi površino sevanja LED (~ 100 MHz višja od naše prejšnji zapis 528.8 MHz)." Izboljšanje nad referenčnim vzorcem je kvadratni koren stopnje okrepljeno upadanja študij PL.


Par:Antibakterijski učinek silver nanodelci v Pseudomonas aeruginosa Naslednji:Nanodelcev srebra lahko proizvaja gospodarno