Влияние хвостов локализованных состояний в InGaN на уменьшение эффективности GaN-светодиодов с ростом плотности тока

摘要

Изучается механизм уменьшения внутренней квантовой эффективности InGaN/GaN структур с множественными квантовыми ямами при плотностях тока до 40 А/см2 в мощных светодиодах. Показано, что существует корреляция между уменьшением эффективности и уширением высокоэнергетичного края спектра излучения с ростом плотности тока. Показано также, что эффективность является спектрально зависимой величиной и эффективность эмиссии фотнов с более высокой энергией начинает уменьшаться при большей плотности тока. Рассмотрено влияние туннельного и активационного механизмов термализации носителей, захваченных в мелкие состояния хвостов в запрещенной зоне InGaN, на эффективность и форму спектра излучения. Анализ результатов позволяет сделать вывод, что причиной падения эффективности при высокой плотности тока является относительное возрастание вклада безызлучательной рекомбинации через состояния дефектов в результате роста заселенности глубоких состояний хвостов зон в InGaN. Показано, что близкий к теоретическому пределу коэффициент полезного действия может быть реализован при низковольтной туннельной инжекции в локализованные состояния хвостов зон в активной области InGaN.