PDF《Evaluation of internal quantum》

Evaluation of internal quantum efficiency of blue light emitting-diodes internal quantum efficiency 汪莱, 邢雨辰, 郝智彪, 罗毅, 孙长征, 韩彦军, 熊兵, 王健 and 李洪涛 Citation: 中国科学: 物理学 力学 天文学 45,

067304 (2015);

doi: 10.

1360/SSPMA2015-00025 View online: http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSPMA2015-00025 View Table of Contents:http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSPMA/45/6 Published by the 《中国科学》杂志社 Articles you may be interested in Study on internal quantum efficiency of blue InGaN multiple-quantum-well with an InGaN underneath layer SCIENCE CHINA Technological Sciences 53,

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中国科学: 物理学 力学 天文学

2015 年第45 卷第6期:

067304 SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica &

Astronomica phys.scichina.com 引用格式: 汪莱, 邢雨辰, 郝智彪, 等. InGaN 蓝光 LED 内量子效率的评测. 中国科学: 物理学 力学 天文学, 2015, 45:

067304 Wang L, Xing Y C, Hao Z B, et al. Evaluation of internal quantum efficiency of blue light emitting-diodes (in Chinese). Sci Sin-Phys Mech Astron, 2015, 45: 067304, doi: 10.1360/SSPMA2015-00025 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 蓝光 LED 专题・论文 InGaN 蓝光 LED 内量子效率的评测 汪莱* , 邢雨辰, 郝智彪, 罗毅, 孙长征, 韩彦军, 熊兵, 王健, 李洪涛 清华大学电子工程系, 清华信息科学与技术国家实验室(筹), 北京

100084 *联系人, E-mail: [email protected] 收稿日期: 2015-01-16;

接受日期: 2015-03-12;

网络出版日期: 2015-04-16 国家重点基础研究发展计划(编号: 2011CB301900, 2012CB3155605, 2013CB632804)和国家自然科学基金(批准号: 61176015, 61210014, 51002085, 61321004, 61307024, 61176059)资助项目 摘要 LED 的内量子效率是评价 LED 性能的重要指标. 本文详细介绍了目前针对 GaN 基LED 内量子 效率的多种评测方法, 包括: 变温光致荧光方法、变激发功率光致荧光方法、变温电致荧光方法、效率- 电流曲线拟合方法, 并结合对实际样品的测试结果指出了他们的适用范围和局限性. 其中, 变温光致荧 光方法和变激发功率光致荧光方法适用于测量材料的辐射复合效率且在结果上是一致的;

而变温电致荧 光方法从原理上就不可靠;

效率-电流曲线拟合方法原理上可靠, 但是依赖对样品参数的假设, 在足够了 解样品的基础上可以获得比较准确的结果. 关键词 内量子效率, 发光二极管, 氮化镓, 光致荧光, 电致荧光 PACS: 78.55.Cr, 78.60.Fi, 78.67.De, 81.05.Ea doi: 10.1360/SSPMA2015-00025

1 引言 自20 世纪

90 年代初, 日本的科学家发明 InGaN 蓝光发光二极管(LED)后, 世界范围内均掀起了针对 InGaN 蓝光 LED 的研究[1,2] .

20 年来, LED 的效率不断 提升, 应用场合也从最初的指示、显示拓展至照明[3,4] . 目前最常见的白光 LED 是基于蓝光 LED 芯片和黄色 荧光粉组合发出白光. 影响白光 LED 光效的因素包 括, 蓝光 LED 芯片的外量子效率(由内量子效率和光 提取效率共同决定)、蓝光 LED 芯片的工作电压、黄 色荧光粉的转换效率. 一般而言, LED 的光效随注入 电流密度先迅速增大到最大值(峰值效率往往是在 5C10 A/cm2 时取得), 而后随着电流密度的进一步增 加而逐渐下降, 这一变化是由蓝光 LED 的内量子效 率变化引起的[5] . 以最典型的